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Ecole Polytechnique d’Architecture et d’Urbanisme
Exposé de fin d’année
Thème numéro 12 : Les fondations profondes-Les pieux en
béton armé-différentes variantes et utilisation et techniques
de mise en œuvre
Réalisé par : REZZIG Sohaib
Groupe : 02 A
Année : 2éme CPI
Encadrée par : Mr Lemdani
Introduction
Les fondations sont un élément essentiel de la
construction. Elles constituent une base
rigide qui supporte la masse de la
construction toute entière et répartit cette
charge sur le sol de façon à ce que le
bâtiment ne puisse bouger.
LES FONDOTIONS PROFONDES
Histoire des fondations :
A travers les siècles , les constructeurs et les projecteurs ont admis la néssicité
d’établir des fondations solides ,à l’exemple de l’homme prudent qui comprit que
les constructions résistent mieux aux forces de la nature si elle sont fondées sur
le rocher
Epoque Babylonienne :
Pour les cas des babylonienne , ils
élevèrent les remblais en terre de 1,5m à
5m de hauteur et à l’emplacement de
chaque construction furent posé des lits de
briques cuites ou séchées au soleil , liées
par n mortier naturel bitumineux
Epoque grecque et chinoise :
Ils construisent des plates formes
de pierres taillées pour supporter
leurs constructions : les blocs
étaient souvent liés par des
ceintures métalliques , lors qu’en
Chine , les éléments étaient
assemblés avec précision
Epoque Romaine :
Dans les sols très mous , ils
utilisèrent des pieux en bois ,
dans des terrains plus résistants ,
des planchers en bois posées à la
surface du sol ou encore des
fondations surélevées , faites de
pierres plates liées par du ciment
romain ou du mortier de chaux
Définition
Un ouvrage quelle que soient sa forme et sa destination, prend
toujours appui sur un sol d’assise.
Les éléments qui jouent le rôle d’interface entre l’ouvrage et le
sol s’appellent fondations. Ainsi, quelque soit le matériau utilisé,
sous chaque porteur vertical, mur, voile ou poteau, il existe une
fondation.
Les fondations de la maison sont l’élément de la maison qu’il
ne faut surtout pas oublier. Constituant la partie non visible de
l’édifice, c’est pourtant grâce à de bonnes fondations que l’on
pourra avoir des bâtiments résistants et durables.
Les charges transmises sont Le poids propre des différente partie du
bâtiment ( plancher, murs, structure) c’est des charges permanentes Les
charges des personnes, équipements c’est des charges d’exploitation Les
charges de la neige les effets du vent c’est des surcharges climatiques.
On peut trouver trois cas :
1er cas : R=P
C’est le cas qu’on doit le réaliser pour
avoir l’équilibre et une construction
qu’elle va pas souffrir de fissurations
2éme cas : R<P
C’est le cas de tassement où la structure
va être endommagé et une détérioration
de la maçonnerie
3éme cas : P<R
Un gonflement du sol donc des
désordres
R: Réaction du sol
P: Charges/Surcharge
Le type de fondations est décidé lors d’une étude
géotechnique préliminaire.
Et tient compte des éléments suivants:
1- La nature et le poids de la construction.
2- La nature du sol.
3- la région d’implantation:
pluviométrie, séisme, gel du sol, neige…etc.
La nécessité des fondations
Comme évoqué précédemment au
définition , il n’est pas envisageable de
construire une maison sans commencer
par dimensionner et réfléchir aux
fondations qui seront les plus adaptées.
Sous un bâtiment, les descentes de
charges peuvent être relativement
importantes, sans compter les facteurs
extérieurs comme le vent et la neige, ainsi
que les charges variables qui seront pris
en compte pour le dimensionnement.
Les fondations vont répartir au mieux la
descente de charge du bâtiment afin de
garantir une bonne assise et consolider
l’édifice.
Rôle principal
La structure porteuse d’un ouvrage supporte DIFFÉRENTES charges telles
que :
- des charges verticales :
• comme les charges permanentes telles que le poids des éléments porteurs
le poids
des éléments non porteurs,
• comme les charges variables telles que le poids des meubles, le poids des
personnes…,
le poids de la neige,
- des charges horizontales (ou
obliques) :
• comme des charges
permanentes telles que la
poussée des terres,
• comme les charges variables
telles que la poussée de l’eau
ou du vent.
La structure porteuse transmet
toutes ces charges au sol par
l’intermédiaire des fondations
Il existe deux grandes
familles de fondations:
1-Les superficielles:
de 0,00m à 2,00m
2- les profondes :
qui sont supérieures à
2,00m de profondeur.
La première famille :
Les fondations superficielles
Les fondations superficielles sont utilisées lorsque le sol est
suffisamment portant en surface. Si la surface
de la semelle calculée est trop importante, il est alors
nécessaire de changer de méthode.
• Elles ne doivent leur portance
qu’à celle de la base à exclusion
du frottement sur la surface
latérale du fût
• Les empattements forment la
partie la plus basse de la
fondation
• B= base
• L= largeur
• D= profondeur du niveau
d’assise
La semelle isolée est le
type de fondations le plus
courant, elle est constituée
d’une semelle de section
carrée qui transmet les
charges à partir du poteau
sous lequel elle est placée.
Le radier général est un type de fondations
Utilisé généralement dans des projets ou le
poids du bâtiments est trop important: usine, aéroport… etc.
Les fondations profondes sont: les puits
d’une profondeur de 2,00m à 5,00m. Et les
pieux pour lesquels on procède carrément à
des forages et qui sont plus profonds que
5,00m. Ces dernières atteignent dans des cas
spécifiques plus de 30,00m.
Des fondations spéciales peuvent existées: Fondations anti-vibrations (sous des
usines…), Fondations avec des adjuvants spéciaux (en sol acide, volcanique,
ou marécageux), il existe
aussi des fondations qui sont même coulées
sous l’eau (pour la réalisation de pont par
exemple.)
longrines en gros béton ou fondation par rigole:
Dans les cas de bon sol (cas courants) et de charges peu
élevées (cas des simples maisons), on peut asseoir les murs
porteurs ou non du bâtiment sur des rigoles en gros béton
faiblement dosé (250 kg/m3). Ces longrines travaillent
uniquement en compression.
le béton est directement coulé sans coffrage dans une
tranchée creusée à cet effet. Le fondation a alors la largeur du
godet (40 à 60 cm).
On l’arme avec un chaînage comprenant 2 ∅ 16.
 Les semelles isolées sous poteaux:
Sous les poteaux, on est obligé de placer
des semelles isolées en béton armé ayant de
préférence la forme du poteau (carré,
rectangulaire, rond, ...). Cette semelle travaille
à la fois en flexion et en compression.
Des armatures y sont incorporées afin de
lutter contre la traction engendrée par cette
flexion.
Le béton est coulé dans un coffrage placé
en fond de fouille sur un béton de propreté.
semelles filantes en béton armé sous murs porteurs:
Lorsque la simple rigole n'est pas suffisante, il est nécessaire de construire un ouvrage
plus large mais qui
fatalement va travailler également en flexion. Il faut donc y incorporer des armatures
(voir semelles isolées).
Ce genre de semelle est appelée semelle filante. Elle est coulée dans un coffrage posé
posé en fond de fouille
sur un béton de propreté comme les semelles sous poteaux.
Les Fondations Profondes
DEFINITON
Une fondation profonde est caractérisée par la manière dont le sol est
sollicité pour résister aux charges appliquées.
- résistance en pointe
- par frottement latéral
- résistance de pointe et frottement latéral (cas courant)
Ses dimensions sont définies par :
- D : Longueur de fondation enterrée dans le sol
- B : largeur de la fondation ou diamètre
Au-delà de D/B > 6, et D > 3, nous sommes dans le domaine des fondations
profondes.
D’une manière générale, les fondations profondes sont souvent désignées par le
terme de
« pieu »
Les Pieux
Un pieu est une fondation élancée qui reporte les charges
de la structure sur des couches de terrain des
caractéristiques mécaniques suffisantes pour éviter la
rupture du sol et limiter les déplacements à des valeurs
très faibles. Le mot pieu désigne aussi bien les pieux , les
puits et les barrettes .
On désigne par pieu , une fondation profonde réalisée
mécaniquement et par puits une fondation profonde
creusée à la main sous la protection d’un blindage. Une
barrette est un pieu foré de section allongée ou
composite.
Les 3 parties Principales d’un pieu sont : La Tête, La pointe
,et le Fut compris entre la tête et la pointe
Les pieux préfabriqués:
Ce sont des éléments en bois, en béton
armé, en béton précontraint ou en acier. Ils sont
enfoncés dans le sol par battage ou par vérin.
Les plus courants sont les pieux en béton
armé. Ils sont équipés d'une pointe en acier pour
faciliter l'enfoncement. De plus, leur tête est munie
d'un casque de battage en acier qui empêche le
béton d'éclater sous l'action des coups.
Une fois en place, la tête du pieu qui a
encaissé les coups (et qui est donc traumatisée)
est cassée: c'est le recépage.
les pieux et puits exécutés en place:
Cette fois, le béton est coulé dans un trou préalablement exécuté. Il existe plusieurs méthodes:
- trou creusé à la tarière,
- pieu tubé avec tube récupéré ou non,
- ...
Tout comme pour les pieux préfabriqués, on recèpe les tête de pieux finis car le béton le plus haut est
souvent mêlé à de la terre.
 Pieux à la tarière creuse ou continue.
Dans ce système le forage est réalisé en
vissant dans le sol une mèche hélicoïdale
cylindrique. La longueur de la mèche est égale à la
longueur du pieu à exécuter. Le vissage se fait
sans déplacement vertical du sol. La tarière
comporte un axe creux à l'intérieur duquel est
injecté le ciment en fin de vissage. Lors de
l'injection du ciment, la tarière remonte
progressivement.
Le diamètre du pieu est égal au diamètre de la
vis hélicoïdale. Le béton injecté est dosé à 350
kg/m3. L'alimentation du béton est fournie en
continu pendant l'extraction de la tarière.
Le pieu "Battu moulé" consiste en un tube obturé
à sa base par un bouchon en béton et qui est enfoncé
dans le sol à l'aide d'un mouton frappant soit sur le
bouchon, soit en tête du tube par l'intermédiaire d'un
casque de battage.
Après battage, le bouchon est cassé, on met en
place la cage d'armature et le tube est rempli
totalement de béton puis extrait.
Ce pieu peut supporter une charge admissible de
5,5 à 7,2 MPa.
Les pieux, servant de fondation, doivent être
reliés à la structure porteuse.
Les têtes de pieux recépées sont reliées par des
longrines en béton armé sur lesquelles vont reposer les
poteaux et les murs.
Les Puits
Par définition, les puits sont des fondations creusées à la main. Les moyens de
forage exigent la présence
d’hommes au fond du forage. Les puits de section circulaire ont un diamètre
supérieur ou égal à 1,20 m. Les puits
de section quelconque (rectangulaire, oblongue, en fer à cheval, ...) ont une
largeur minimale de 0,80m et une
section minimale de 1,1 m². La profondeur est généralement inférieure à 8,00 m.
Ces dimensions doivent
permettrent aux ouvriers de travailler en fond de fouille.
A l'heure actuelle ils sont exécutés au tractopelle pour des profondeurs
n'excédant pas 5 mètres.
Les parois du forage sont obligatoirement blindées. Ils sont bétonnés pleine
fouille et ne comportent, en général, pas d'armatures.
L’exécution de puits sous une nappe phréatique en terrain peu cohérent est
interdite. Sauf si la nappe est rabattue à l’extérieur du puits.
Exposé Construction.ppt
Le bétonnage est effectué à l’aide d’un système de tubes ou gouttières de façon à ne pas
provoquer d’éboulements des parois du puits. Un puits peut être muni d’une base élargie
qui ne peut être réalisée que dans le cas de sols suffisamment cohérents (car dans ce cas le
blindage n’est pas possible). Le diamètre de la base élargie est limité au double du diamètre du
puits. Une armature peut être incorporée dans la
partie haute du puits pour fretter le béton. La fondation par puits est choisie si :
- la couche superficielle présente une
résistance insuffisante.
- les charges sont importantes et
concentrées.
Les puits sont donc placés sous les éléments de la superstructure les plus
chargés (angles, poteaux, trumeaux, ...) et sont reliés entre eux par des
longrines. Leur nombre résulte d’un compromis entre d’une part la quantité de
terrassement et de remplissage en béton des puits et d’autre part les portées et
sections des longrines qui reposent sur les puits.
Les puits sont moins coûteux qu’un radier ou des semelles massives.
Modes de fonctionnement des puits :
- Cas n°1 : terrain compact, c’est le
frottement positif qui s’oppose à l’enfoncement.
- Cas n°2 : terrain non cohérent dont le
tassement provoque un frottement négatif, c’est
l’effet de pointe qui s’oppose à l’enfoncement.
- Cas n°3 : terrain non cohérent en couche
de surface provoquant un frottement négatif et
terrain cohérent en profondeur, l’enfoncement est
contré à la fois par le frottement positif dû au
terrain cohérent et par l’effet de pointe.
Les Barrettes
Il s'agit d'un type de pieux forés et moulés dont
les caractères distinctifs
concernent la forme et le mode de forage.
On utilise des outillages de forage à benne ou de
type Hydrofraise dont
les dimensions constituent la base de celles des
appuis.
Les appuis les plus simples sont réalisés avec un
seul coup de benne (ou Hydrofraise)
"standard". Les dimensions sont alors :
• largeur : 0.52, 0.62, 1.02, 1.22, 1.52 m
• ouverture : 1.80, 2.20, 2.70, 3.00 m
A partir de ces bases, on peut
concevoir des appuis plus grands ou plus
rigides : barres, croix, H, T, etc...
Exposé Construction.ppt
MODE D'EXECUTION
Il comprend classiquement trois étapes :
• forage,
• mise en place des armatures,
• bétonnage.
Le forage est généralement fait sous
boue bentonitique, comme pour les parois
classiques. Souvent, selon la nature de la
plate-forme de travail, il est utile de
prévoir un dispositif analogue à la
présaignée.
Après dessablage de la boue de forage, la
cage d'armatures est descendue dans la saignée.
Le bétonnage est effectué defaçon normale, au tube plongeur. Si les
dimensions l'exigent, on met en oeuvre plusieurs tubes de bétonnage.
Les Radiers
Un radier est une dalle de béton
armé qui sert de
semelle monolithique pour un
grand nombre de
poteaux ou pour un bâtiment
• On peut rigidifier le
radier à l’aide d’une
grille de nervures, de
poutres ou de murs
Utilisation:
Lorsque les semelles deviennent trop importantes et que l'on ne veut pas aller
fonder en profondeur, il est
intéressant de construire un radier général. Le bâtiment est alors posé sur une
sorte de plancher.
Cette méthode est surtout utilisée lorsque le terrain est inaffouillable, lorsque le
bon sol est situé trop bas,
lorsque l'on désire construire des sous sol, ... Mais dans tous les cas le sol devra
être homogène pour éviter tous risques de tassements différentiels.
Principe de fonctionnement:
Un radier travaille comme un plancher très
fortement chargé (tout le poids du bâtiment)
mais à l'envers
Comme nous venons de le voir la charge limite d’un pieu est fonction de son mode d’exécution.
On distingue 3 grandes classes de fondations profondes:
• Les pieux mis en place par refoulement du sol
Ils concernent les pieux battus (catégories 1 et 2) et les pieux foncés (catégorie 5). Leur mise en place se fait
par vérinage battage ou vibro-fonçage. Ils repoussent le sol et le compriment; ce qui génère un bon frottement
latéral.
• Les pieux mis en place sans refoulement du sol
Ils concernent les pieux forés et les puits (catégories 3 et 4). Leur mise en place se fait par
substitution. Ce qui à pour effet de remanier le sol et de le décomprimer. Le frottement latéral est
donc diminué, sauf pour certains types de mise en oeuvre (pieux exécutés à la tarière creuse, ou
vissés moulés)
• Les fondations injectées
Elles concernent les parois moulées, les barrettes. D’autres types de fondations existent ,mais ils
sont plutôt classés comme renforcement de sol:
- les colonnes de Col-mix (mélange de sol en place et de liant à l’aide de deux tarières creuses)
- les colonnes de jet-grouting (forage puis injection de liant haute pression en remontant)
- les colonnes ballastées (fonçage d’un vibreur puis injection à l’air comprimé de ballast (40/80 mm)
en remontant)
- les picots de sable (fonçage d’un tube de petit diamètre, puis introduction de sable vibrocompacté
- les plots pilonnés (excavation à la pelle mécanique, puis introduction de matériaux granulaires
sains subissant un pilonnage intensif)
CLASSIFICATION DES FONDATIONS PROFONDES
Les pieux font partis des fondations profondes sur
lesquelles un bâtiment s’appuie. Il est indispensable
d’utiliser ce type de fondation lorsque le sol sur lequel
on bâtit un ouvrage n’est pas suffisamment solide et
homogène. Les pieux auront alors pour fonction de
transmettre les charges de l’ouvrage à une couche de
sol plus dure qui se trouve plus en profondeur. On
peut aussi l’utiliser pour le renforcement d’une
fondation existante.
Les pieux en béton armée
Introduction :
Définitions 01 :
Ce sont les intermédiaires entre les fondations profondes et les
fondations superficielles. Ils sont donc classés parmi les fondations
semi-profondes. Autrefois exécutés manuellement, de nos jours, ils
sont exécutés par des tractopelles à une profondeur maximale de 5
m. Coulés sur place, ils sont généralement dépourvus d’armatures
et sont disposés à une profondeur relativement faible. Le frottement
latéral est généralement négligé et on ne considère que le terme de
pointe.
La technique du puits est fréquemment utilisée, notamment dans le
cadre des chantiers de faible ou de moyenne envergure. Certaines
entreprises ont développé une technique permettant de remplacer le
béton du puits par du ballast compacté. Dans ce cas, on obtient le
puits ballasté qui est fondé sur le principe de substitution du
matériau incompétent par un matériau de meilleure qualité et de
meilleure compacité.
1/ Définitions 02:
Un pieu est une fondation élancée qui reporte les charges de la structure
sur des couches de terrain de caractéristiques mécaniques suffisantes
pour éviter la rupture du sol et limiter les déplacements à des valeurs très
faibles. Le mot pieu désigne aussi bien les pieux, les puits et les barrettes.
On désigne par pieu, une fondation profonde réalisée mécaniquement et
par puits une fondation profonde creusée à la main sous la protection d’un
blindage. Une barrette est un pieu foré de section allongée ou composite
(en T ou en croix par exemple).
Les 3 parties principales d’un pieu sont la tête, la pointe, et le fût compris
entre la tête et la pointe. La longueur d’ancrage h est la longueur de
pénétration du pieu dans les couches de terrain résistantes.
D’un point de vue mécanique on distingue la longueur D du pieu de la
hauteur d’encastrement mécanique De.
Cette valeur de De tient compte du fait que les caractéristiques
mécaniques de la couche d’ancrage sont nettement supérieures à celles
des sols de couverture traversés par le pieu.
Histoire des pieux :
Le recours aux pieux comme système de fondation est ancien. Ainsi, Notre-
Dame de Paris est fondée sur une forêt de pieux en bois, mis en œuvre afin
de renforcer le sol marécageux de l'Île de la Cité.
On distingue trois types de pieux selon leur
mise en œuvre :
1- Pieux fabriqués à l’avance et battus
2- Pieux fabriqués durant le battage
3- Pieux spéciaux
Les types :
1- Pieux fabriqués à l’avance et battus :
*Pieux en béton armée
*Pieux en bois
*Pieux métalliques
2- Pieux fabriqués durant le battage :
*Pieux en anneaux assemblables
*Pieux métalliques à éléments assemblables
*Pieux en béton coulés sur place
3- Pieux spéciaux :
*Les pieux traction-compression
*Micropieux
Rôles des pieux
1. Résistance du sol sous la pointe du pieu
2. Résistance due au frottement latéral
3. Résistance du sol sous la pointe du pieu
combinée avec la résistance due au
frottement latéral sur tout ou une partie du
pieu (cas le plus courant)
4. Résistance due à l’effort de traction.
En gros, il s’agit d’éléments préfabriqués en béton,
qui sont ensuite enfoncés dans le sol au moyen de
dispositif de battage.
Il y a également d’autres techniques pour enfoncer
les pieux préfabriqués, notamment le vibro-fonçage
qui consiste à placer une charge importante au-
dessus du pieu et le soumettre à une vibration
importante. Cette technique est très utilisée pour
des sols pulvérulents.
Les pieux en béton armée se caractérise par une
capacité portante de 100 tonnes pour des
diamètres de 500 à 800 mm
On considère (Fascicule 62 titre V) qu’un élément
de fondation est de type profond lorsque sa
hauteur d’encastrement relatif De/B est
supérieure à 5 ( De/B ≥ 5 ).
Les pieux en béton armé sont fabriqués
sur des aires proches du chantier. Ils sont
mis en œuvre par battage ou par vibration.
L’exécution des pieux battus moulés
consiste d’abord à battre un tube muni à sa
base d’une plaque métallique dans le sol, à
mettre, si nécessaire, en place la cage
d’armatures, puis à remplir le tube de
béton pendant son extraction.
Considérons, pour simplifier, un pieu de
longueur D, dans un sol homogène
mécaniquement, soumis à un
chargement vertical de compression
axiale. Si on enregistre pendant le
chargement du pieu l’effort et le
déplacement en tête on obtient la courbe
effort-déplacement.
Cette courbe donne la charge limite QLE ou Qu qui correspond à la rupture du sol
pour un grand déplacement. Cette charge limite est équilibrée par deux réactions
limites : la résistance de pointe qu qui donne la charge limite de pointe Qpu = qu. A (A
: section droite de la pointe du pieu) et le frottement latéral qs qui s’exerce sur la
surface latérale du pieu qui donne la charge limite de frottement latéral : Qsu =
qs.π.B.D
En général, compte tenu des
coefficients de sécurité appliqués
aux résistances limites, le pieu sous
les charges de service travaillera
essentiellement au frottement latéral
et peu en pointe.
Toutefois, des pieux courts et/ou
des pieux traversant des terrains
très médiocres travailleront
principalement en pointe.
DIMENSIONNEMENT DES PIEUX
le dimensionnement des pieux se réalise à partir des essais de laboratoires, de
l’essai pénétrométrique ou de l’essai pressiométrique.
Actuellement la méthode pressiométrique donne de bons résultats quel que soit le
type de sol. Elle est présentée ci-après.
A- Détermination de la contrainte limite de pointe qpu :
Le fascicule 62 titre V définit une hauteur d’encastrement équivalente De selon
la formule suivante (1) :
- * ple : pression limite nette équivalente
- p*(z) l : pression limite nette à la profondeur z
- d : pris en général égal à 0
- D : hauteur d’encastrement réelle du pieu
(1)
La valeur de la pression limite nette
équivalente est donnée par la formule (2):
- a: max ( B/2 ; 0,50 m )
- b : min(a, h)
- h: ancrage dans la couche où se situe la pointe du pieu
La contrainte limite de pointe qpu est
donnée par la formule (3) :
kp est appelé coefficient de
portance. Il traduit la
proportionnalité entre la
contrainte limite de pointe et
la pression limite nette
équivalente mesurée au
pressiomètre.
(2)
(3)
B- Détermination du frottement latéral qs :
Selon le fascicule 62 titre V, les valeurs de qs = f(pl*) sont
données par le tableau suivant :
C- Détermination des charges admissibles sous différentes sollicitations :
A l’E.L.S., selon le fascicule 62, il est fait référence à la charge de fluage notée Qc .
Les valeurs des charges admissibles sont données dans le tableau ci-dessous :
Dans les terrains où les couches superficielles de terrain ne sont pas aptes
à recevoir des fondations classiques au vu de la descente de charge, il est
nécessaire de fonder les ouvrages en profondeur. Dans le report des
charges de la structure vers le sol, les pieux peuvent fonctionner selon
deux modes, l'appui de sa pointe et le frottement latéral de son fût. Ces
deux modes peuvent être utilisés séparément ou combinés suivant la
nature des sols.
Classiquement, à la manière d'une fondation courante, le pieu peut
s'appuyer sur une couche de sol résistante. Les efforts sont alors transmis
par la pointe du pieu, descendue jusqu'à une couche de sol présentant une
résistance mécanique suffisante.
Parallèlement, le pieu mobilise également les différentes couches de sol
traversées par son fût. Suivant le mode de réalisation, un phénomène de
frottement latéral se met en place à l'interface pieu/sol qui permet
également de transmettre des efforts. Ce phénomène permet de se fonder
dans des sols de qualité médiocre grâce à l'importante surface mobilisée,
mais cet effet est annulé en cas de liquéfaction du sol lors d'un séisme.
Fonctionnement des pieux :
Ils sont utilisés lorsque la portance du terrain
superficiel est faible et ne permet pas de
reprendre les charges du bâtiment. Il faut alors
aller chercher le bon sol plus en profondeur. La
plupart des pieux sont réalisés en béton armé
Pourquoi faire des pieux en béton ?
Les pieux préfabriqués sont des pieux prêts à l’emploi constitués
d’un seul ou de plusieurs blocs que l’on assemblera au fur et à
mesure qu’on les enfonce. Ces pieux sont généralement mis en
place par la technique de battage, par vibration ou par
enfoncement hydraulique.
Pour le cas de la technique de battage, les pieux les plus utilisés
dans ce domaine sont les pieux en béton armé, en bois, en acier
ou même en béton précontraint.
* Leur mise en œuvre est effectuée à l’aide d’un engin de battage qui enfoncera
le pieu jusqu’à obtention d’un « refus ». Afin de protéger les pieux contre
l’émoussement ou d’éventuels endommagements, on enveloppe la tête d’une
pointe en acier et le bout d’une ceinture en acier que l’on appelle « casque de
battage » que l’on retirera après le battage.
* Pour la technique d’enfoncement par vibration, on utilise généralement les
pieux en acier pour avoir une bonne réaction. Ces vibrations font dissiper la terre
sur la pointe des pieux et facilitent l’enfoncement sans aucune force de battage.
On arrête lorsque l’on obtient un refus prématuré.
Une fois que le pieu est mis en place, on casse la tête. C’est ce qu’on appelle le
« recépage ».
On peut aussi les mettre en place en exécutant une excavation. On introduit
alors le pieu puis on recouvre les vides par de la terre.
La mise en œuvre :
1- Excavation
2- Pose du pieu
3- Combler les vides
Vue en plan
Coupe I-I
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  • 1. Ecole Polytechnique d’Architecture et d’Urbanisme Exposé de fin d’année Thème numéro 12 : Les fondations profondes-Les pieux en béton armé-différentes variantes et utilisation et techniques de mise en œuvre Réalisé par : REZZIG Sohaib Groupe : 02 A Année : 2éme CPI Encadrée par : Mr Lemdani
  • 2. Introduction Les fondations sont un élément essentiel de la construction. Elles constituent une base rigide qui supporte la masse de la construction toute entière et répartit cette charge sur le sol de façon à ce que le bâtiment ne puisse bouger. LES FONDOTIONS PROFONDES
  • 3. Histoire des fondations : A travers les siècles , les constructeurs et les projecteurs ont admis la néssicité d’établir des fondations solides ,à l’exemple de l’homme prudent qui comprit que les constructions résistent mieux aux forces de la nature si elle sont fondées sur le rocher Epoque Babylonienne : Pour les cas des babylonienne , ils élevèrent les remblais en terre de 1,5m à 5m de hauteur et à l’emplacement de chaque construction furent posé des lits de briques cuites ou séchées au soleil , liées par n mortier naturel bitumineux
  • 4. Epoque grecque et chinoise : Ils construisent des plates formes de pierres taillées pour supporter leurs constructions : les blocs étaient souvent liés par des ceintures métalliques , lors qu’en Chine , les éléments étaient assemblés avec précision Epoque Romaine : Dans les sols très mous , ils utilisèrent des pieux en bois , dans des terrains plus résistants , des planchers en bois posées à la surface du sol ou encore des fondations surélevées , faites de pierres plates liées par du ciment romain ou du mortier de chaux
  • 5. Définition Un ouvrage quelle que soient sa forme et sa destination, prend toujours appui sur un sol d’assise. Les éléments qui jouent le rôle d’interface entre l’ouvrage et le sol s’appellent fondations. Ainsi, quelque soit le matériau utilisé, sous chaque porteur vertical, mur, voile ou poteau, il existe une fondation. Les fondations de la maison sont l’élément de la maison qu’il ne faut surtout pas oublier. Constituant la partie non visible de l’édifice, c’est pourtant grâce à de bonnes fondations que l’on pourra avoir des bâtiments résistants et durables.
  • 6. Les charges transmises sont Le poids propre des différente partie du bâtiment ( plancher, murs, structure) c’est des charges permanentes Les charges des personnes, équipements c’est des charges d’exploitation Les charges de la neige les effets du vent c’est des surcharges climatiques. On peut trouver trois cas : 1er cas : R=P C’est le cas qu’on doit le réaliser pour avoir l’équilibre et une construction qu’elle va pas souffrir de fissurations 2éme cas : R<P C’est le cas de tassement où la structure va être endommagé et une détérioration de la maçonnerie 3éme cas : P<R Un gonflement du sol donc des désordres R: Réaction du sol P: Charges/Surcharge
  • 7. Le type de fondations est décidé lors d’une étude géotechnique préliminaire. Et tient compte des éléments suivants: 1- La nature et le poids de la construction. 2- La nature du sol. 3- la région d’implantation: pluviométrie, séisme, gel du sol, neige…etc.
  • 8. La nécessité des fondations Comme évoqué précédemment au définition , il n’est pas envisageable de construire une maison sans commencer par dimensionner et réfléchir aux fondations qui seront les plus adaptées. Sous un bâtiment, les descentes de charges peuvent être relativement importantes, sans compter les facteurs extérieurs comme le vent et la neige, ainsi que les charges variables qui seront pris en compte pour le dimensionnement. Les fondations vont répartir au mieux la descente de charge du bâtiment afin de garantir une bonne assise et consolider l’édifice.
  • 9. Rôle principal La structure porteuse d’un ouvrage supporte DIFFÉRENTES charges telles que : - des charges verticales : • comme les charges permanentes telles que le poids des éléments porteurs le poids des éléments non porteurs, • comme les charges variables telles que le poids des meubles, le poids des personnes…, le poids de la neige, - des charges horizontales (ou obliques) : • comme des charges permanentes telles que la poussée des terres, • comme les charges variables telles que la poussée de l’eau ou du vent. La structure porteuse transmet toutes ces charges au sol par l’intermédiaire des fondations
  • 10. Il existe deux grandes familles de fondations: 1-Les superficielles: de 0,00m à 2,00m 2- les profondes : qui sont supérieures à 2,00m de profondeur.
  • 11. La première famille : Les fondations superficielles Les fondations superficielles sont utilisées lorsque le sol est suffisamment portant en surface. Si la surface de la semelle calculée est trop importante, il est alors nécessaire de changer de méthode.
  • 12. • Elles ne doivent leur portance qu’à celle de la base à exclusion du frottement sur la surface latérale du fût • Les empattements forment la partie la plus basse de la fondation • B= base • L= largeur • D= profondeur du niveau d’assise
  • 13. La semelle isolée est le type de fondations le plus courant, elle est constituée d’une semelle de section carrée qui transmet les charges à partir du poteau sous lequel elle est placée.
  • 14. Le radier général est un type de fondations Utilisé généralement dans des projets ou le poids du bâtiments est trop important: usine, aéroport… etc.
  • 15. Les fondations profondes sont: les puits d’une profondeur de 2,00m à 5,00m. Et les pieux pour lesquels on procède carrément à des forages et qui sont plus profonds que 5,00m. Ces dernières atteignent dans des cas spécifiques plus de 30,00m.
  • 16. Des fondations spéciales peuvent existées: Fondations anti-vibrations (sous des usines…), Fondations avec des adjuvants spéciaux (en sol acide, volcanique, ou marécageux), il existe aussi des fondations qui sont même coulées sous l’eau (pour la réalisation de pont par exemple.)
  • 17. longrines en gros béton ou fondation par rigole: Dans les cas de bon sol (cas courants) et de charges peu élevées (cas des simples maisons), on peut asseoir les murs porteurs ou non du bâtiment sur des rigoles en gros béton faiblement dosé (250 kg/m3). Ces longrines travaillent uniquement en compression. le béton est directement coulé sans coffrage dans une tranchée creusée à cet effet. Le fondation a alors la largeur du godet (40 à 60 cm). On l’arme avec un chaînage comprenant 2 ∅ 16.
  • 18.  Les semelles isolées sous poteaux: Sous les poteaux, on est obligé de placer des semelles isolées en béton armé ayant de préférence la forme du poteau (carré, rectangulaire, rond, ...). Cette semelle travaille à la fois en flexion et en compression. Des armatures y sont incorporées afin de lutter contre la traction engendrée par cette flexion. Le béton est coulé dans un coffrage placé en fond de fouille sur un béton de propreté.
  • 19. semelles filantes en béton armé sous murs porteurs: Lorsque la simple rigole n'est pas suffisante, il est nécessaire de construire un ouvrage plus large mais qui fatalement va travailler également en flexion. Il faut donc y incorporer des armatures (voir semelles isolées). Ce genre de semelle est appelée semelle filante. Elle est coulée dans un coffrage posé posé en fond de fouille sur un béton de propreté comme les semelles sous poteaux.
  • 20. Les Fondations Profondes DEFINITON Une fondation profonde est caractérisée par la manière dont le sol est sollicité pour résister aux charges appliquées. - résistance en pointe - par frottement latéral - résistance de pointe et frottement latéral (cas courant) Ses dimensions sont définies par : - D : Longueur de fondation enterrée dans le sol - B : largeur de la fondation ou diamètre Au-delà de D/B > 6, et D > 3, nous sommes dans le domaine des fondations profondes. D’une manière générale, les fondations profondes sont souvent désignées par le terme de « pieu »
  • 21. Les Pieux Un pieu est une fondation élancée qui reporte les charges de la structure sur des couches de terrain des caractéristiques mécaniques suffisantes pour éviter la rupture du sol et limiter les déplacements à des valeurs très faibles. Le mot pieu désigne aussi bien les pieux , les puits et les barrettes . On désigne par pieu , une fondation profonde réalisée mécaniquement et par puits une fondation profonde creusée à la main sous la protection d’un blindage. Une barrette est un pieu foré de section allongée ou composite. Les 3 parties Principales d’un pieu sont : La Tête, La pointe ,et le Fut compris entre la tête et la pointe
  • 22. Les pieux préfabriqués: Ce sont des éléments en bois, en béton armé, en béton précontraint ou en acier. Ils sont enfoncés dans le sol par battage ou par vérin. Les plus courants sont les pieux en béton armé. Ils sont équipés d'une pointe en acier pour faciliter l'enfoncement. De plus, leur tête est munie d'un casque de battage en acier qui empêche le béton d'éclater sous l'action des coups. Une fois en place, la tête du pieu qui a encaissé les coups (et qui est donc traumatisée) est cassée: c'est le recépage.
  • 23. les pieux et puits exécutés en place: Cette fois, le béton est coulé dans un trou préalablement exécuté. Il existe plusieurs méthodes: - trou creusé à la tarière, - pieu tubé avec tube récupéré ou non, - ... Tout comme pour les pieux préfabriqués, on recèpe les tête de pieux finis car le béton le plus haut est souvent mêlé à de la terre.  Pieux à la tarière creuse ou continue. Dans ce système le forage est réalisé en vissant dans le sol une mèche hélicoïdale cylindrique. La longueur de la mèche est égale à la longueur du pieu à exécuter. Le vissage se fait sans déplacement vertical du sol. La tarière comporte un axe creux à l'intérieur duquel est injecté le ciment en fin de vissage. Lors de l'injection du ciment, la tarière remonte progressivement. Le diamètre du pieu est égal au diamètre de la vis hélicoïdale. Le béton injecté est dosé à 350 kg/m3. L'alimentation du béton est fournie en continu pendant l'extraction de la tarière.
  • 24. Le pieu "Battu moulé" consiste en un tube obturé à sa base par un bouchon en béton et qui est enfoncé dans le sol à l'aide d'un mouton frappant soit sur le bouchon, soit en tête du tube par l'intermédiaire d'un casque de battage. Après battage, le bouchon est cassé, on met en place la cage d'armature et le tube est rempli totalement de béton puis extrait. Ce pieu peut supporter une charge admissible de 5,5 à 7,2 MPa. Les pieux, servant de fondation, doivent être reliés à la structure porteuse. Les têtes de pieux recépées sont reliées par des longrines en béton armé sur lesquelles vont reposer les poteaux et les murs.
  • 25. Les Puits Par définition, les puits sont des fondations creusées à la main. Les moyens de forage exigent la présence d’hommes au fond du forage. Les puits de section circulaire ont un diamètre supérieur ou égal à 1,20 m. Les puits de section quelconque (rectangulaire, oblongue, en fer à cheval, ...) ont une largeur minimale de 0,80m et une section minimale de 1,1 m². La profondeur est généralement inférieure à 8,00 m. Ces dimensions doivent permettrent aux ouvriers de travailler en fond de fouille. A l'heure actuelle ils sont exécutés au tractopelle pour des profondeurs n'excédant pas 5 mètres. Les parois du forage sont obligatoirement blindées. Ils sont bétonnés pleine fouille et ne comportent, en général, pas d'armatures. L’exécution de puits sous une nappe phréatique en terrain peu cohérent est interdite. Sauf si la nappe est rabattue à l’extérieur du puits.
  • 27. Le bétonnage est effectué à l’aide d’un système de tubes ou gouttières de façon à ne pas provoquer d’éboulements des parois du puits. Un puits peut être muni d’une base élargie qui ne peut être réalisée que dans le cas de sols suffisamment cohérents (car dans ce cas le blindage n’est pas possible). Le diamètre de la base élargie est limité au double du diamètre du puits. Une armature peut être incorporée dans la partie haute du puits pour fretter le béton. La fondation par puits est choisie si : - la couche superficielle présente une résistance insuffisante. - les charges sont importantes et concentrées. Les puits sont donc placés sous les éléments de la superstructure les plus chargés (angles, poteaux, trumeaux, ...) et sont reliés entre eux par des longrines. Leur nombre résulte d’un compromis entre d’une part la quantité de terrassement et de remplissage en béton des puits et d’autre part les portées et sections des longrines qui reposent sur les puits.
  • 28. Les puits sont moins coûteux qu’un radier ou des semelles massives. Modes de fonctionnement des puits : - Cas n°1 : terrain compact, c’est le frottement positif qui s’oppose à l’enfoncement. - Cas n°2 : terrain non cohérent dont le tassement provoque un frottement négatif, c’est l’effet de pointe qui s’oppose à l’enfoncement. - Cas n°3 : terrain non cohérent en couche de surface provoquant un frottement négatif et terrain cohérent en profondeur, l’enfoncement est contré à la fois par le frottement positif dû au terrain cohérent et par l’effet de pointe.
  • 29. Les Barrettes Il s'agit d'un type de pieux forés et moulés dont les caractères distinctifs concernent la forme et le mode de forage. On utilise des outillages de forage à benne ou de type Hydrofraise dont les dimensions constituent la base de celles des appuis. Les appuis les plus simples sont réalisés avec un seul coup de benne (ou Hydrofraise) "standard". Les dimensions sont alors : • largeur : 0.52, 0.62, 1.02, 1.22, 1.52 m • ouverture : 1.80, 2.20, 2.70, 3.00 m A partir de ces bases, on peut concevoir des appuis plus grands ou plus rigides : barres, croix, H, T, etc...
  • 31. MODE D'EXECUTION Il comprend classiquement trois étapes : • forage, • mise en place des armatures, • bétonnage. Le forage est généralement fait sous boue bentonitique, comme pour les parois classiques. Souvent, selon la nature de la plate-forme de travail, il est utile de prévoir un dispositif analogue à la présaignée. Après dessablage de la boue de forage, la cage d'armatures est descendue dans la saignée. Le bétonnage est effectué defaçon normale, au tube plongeur. Si les dimensions l'exigent, on met en oeuvre plusieurs tubes de bétonnage.
  • 32. Les Radiers Un radier est une dalle de béton armé qui sert de semelle monolithique pour un grand nombre de poteaux ou pour un bâtiment • On peut rigidifier le radier à l’aide d’une grille de nervures, de poutres ou de murs
  • 33. Utilisation: Lorsque les semelles deviennent trop importantes et que l'on ne veut pas aller fonder en profondeur, il est intéressant de construire un radier général. Le bâtiment est alors posé sur une sorte de plancher. Cette méthode est surtout utilisée lorsque le terrain est inaffouillable, lorsque le bon sol est situé trop bas, lorsque l'on désire construire des sous sol, ... Mais dans tous les cas le sol devra être homogène pour éviter tous risques de tassements différentiels.
  • 34. Principe de fonctionnement: Un radier travaille comme un plancher très fortement chargé (tout le poids du bâtiment) mais à l'envers
  • 35. Comme nous venons de le voir la charge limite d’un pieu est fonction de son mode d’exécution. On distingue 3 grandes classes de fondations profondes: • Les pieux mis en place par refoulement du sol Ils concernent les pieux battus (catégories 1 et 2) et les pieux foncés (catégorie 5). Leur mise en place se fait par vérinage battage ou vibro-fonçage. Ils repoussent le sol et le compriment; ce qui génère un bon frottement latéral. • Les pieux mis en place sans refoulement du sol Ils concernent les pieux forés et les puits (catégories 3 et 4). Leur mise en place se fait par substitution. Ce qui à pour effet de remanier le sol et de le décomprimer. Le frottement latéral est donc diminué, sauf pour certains types de mise en oeuvre (pieux exécutés à la tarière creuse, ou vissés moulés) • Les fondations injectées Elles concernent les parois moulées, les barrettes. D’autres types de fondations existent ,mais ils sont plutôt classés comme renforcement de sol: - les colonnes de Col-mix (mélange de sol en place et de liant à l’aide de deux tarières creuses) - les colonnes de jet-grouting (forage puis injection de liant haute pression en remontant) - les colonnes ballastées (fonçage d’un vibreur puis injection à l’air comprimé de ballast (40/80 mm) en remontant) - les picots de sable (fonçage d’un tube de petit diamètre, puis introduction de sable vibrocompacté - les plots pilonnés (excavation à la pelle mécanique, puis introduction de matériaux granulaires sains subissant un pilonnage intensif) CLASSIFICATION DES FONDATIONS PROFONDES
  • 36. Les pieux font partis des fondations profondes sur lesquelles un bâtiment s’appuie. Il est indispensable d’utiliser ce type de fondation lorsque le sol sur lequel on bâtit un ouvrage n’est pas suffisamment solide et homogène. Les pieux auront alors pour fonction de transmettre les charges de l’ouvrage à une couche de sol plus dure qui se trouve plus en profondeur. On peut aussi l’utiliser pour le renforcement d’une fondation existante. Les pieux en béton armée Introduction :
  • 37. Définitions 01 : Ce sont les intermédiaires entre les fondations profondes et les fondations superficielles. Ils sont donc classés parmi les fondations semi-profondes. Autrefois exécutés manuellement, de nos jours, ils sont exécutés par des tractopelles à une profondeur maximale de 5 m. Coulés sur place, ils sont généralement dépourvus d’armatures et sont disposés à une profondeur relativement faible. Le frottement latéral est généralement négligé et on ne considère que le terme de pointe. La technique du puits est fréquemment utilisée, notamment dans le cadre des chantiers de faible ou de moyenne envergure. Certaines entreprises ont développé une technique permettant de remplacer le béton du puits par du ballast compacté. Dans ce cas, on obtient le puits ballasté qui est fondé sur le principe de substitution du matériau incompétent par un matériau de meilleure qualité et de meilleure compacité.
  • 38. 1/ Définitions 02: Un pieu est une fondation élancée qui reporte les charges de la structure sur des couches de terrain de caractéristiques mécaniques suffisantes pour éviter la rupture du sol et limiter les déplacements à des valeurs très faibles. Le mot pieu désigne aussi bien les pieux, les puits et les barrettes. On désigne par pieu, une fondation profonde réalisée mécaniquement et par puits une fondation profonde creusée à la main sous la protection d’un blindage. Une barrette est un pieu foré de section allongée ou composite (en T ou en croix par exemple). Les 3 parties principales d’un pieu sont la tête, la pointe, et le fût compris entre la tête et la pointe. La longueur d’ancrage h est la longueur de pénétration du pieu dans les couches de terrain résistantes. D’un point de vue mécanique on distingue la longueur D du pieu de la hauteur d’encastrement mécanique De. Cette valeur de De tient compte du fait que les caractéristiques mécaniques de la couche d’ancrage sont nettement supérieures à celles des sols de couverture traversés par le pieu.
  • 39. Histoire des pieux : Le recours aux pieux comme système de fondation est ancien. Ainsi, Notre- Dame de Paris est fondée sur une forêt de pieux en bois, mis en œuvre afin de renforcer le sol marécageux de l'Île de la Cité.
  • 40. On distingue trois types de pieux selon leur mise en œuvre : 1- Pieux fabriqués à l’avance et battus 2- Pieux fabriqués durant le battage 3- Pieux spéciaux Les types :
  • 41. 1- Pieux fabriqués à l’avance et battus : *Pieux en béton armée *Pieux en bois *Pieux métalliques 2- Pieux fabriqués durant le battage : *Pieux en anneaux assemblables *Pieux métalliques à éléments assemblables *Pieux en béton coulés sur place 3- Pieux spéciaux : *Les pieux traction-compression *Micropieux
  • 42. Rôles des pieux 1. Résistance du sol sous la pointe du pieu 2. Résistance due au frottement latéral 3. Résistance du sol sous la pointe du pieu combinée avec la résistance due au frottement latéral sur tout ou une partie du pieu (cas le plus courant) 4. Résistance due à l’effort de traction.
  • 43. En gros, il s’agit d’éléments préfabriqués en béton, qui sont ensuite enfoncés dans le sol au moyen de dispositif de battage. Il y a également d’autres techniques pour enfoncer les pieux préfabriqués, notamment le vibro-fonçage qui consiste à placer une charge importante au- dessus du pieu et le soumettre à une vibration importante. Cette technique est très utilisée pour des sols pulvérulents. Les pieux en béton armée se caractérise par une capacité portante de 100 tonnes pour des diamètres de 500 à 800 mm
  • 44. On considère (Fascicule 62 titre V) qu’un élément de fondation est de type profond lorsque sa hauteur d’encastrement relatif De/B est supérieure à 5 ( De/B ≥ 5 ).
  • 45. Les pieux en béton armé sont fabriqués sur des aires proches du chantier. Ils sont mis en œuvre par battage ou par vibration. L’exécution des pieux battus moulés consiste d’abord à battre un tube muni à sa base d’une plaque métallique dans le sol, à mettre, si nécessaire, en place la cage d’armatures, puis à remplir le tube de béton pendant son extraction.
  • 46. Considérons, pour simplifier, un pieu de longueur D, dans un sol homogène mécaniquement, soumis à un chargement vertical de compression axiale. Si on enregistre pendant le chargement du pieu l’effort et le déplacement en tête on obtient la courbe effort-déplacement. Cette courbe donne la charge limite QLE ou Qu qui correspond à la rupture du sol pour un grand déplacement. Cette charge limite est équilibrée par deux réactions limites : la résistance de pointe qu qui donne la charge limite de pointe Qpu = qu. A (A : section droite de la pointe du pieu) et le frottement latéral qs qui s’exerce sur la surface latérale du pieu qui donne la charge limite de frottement latéral : Qsu = qs.π.B.D
  • 47. En général, compte tenu des coefficients de sécurité appliqués aux résistances limites, le pieu sous les charges de service travaillera essentiellement au frottement latéral et peu en pointe. Toutefois, des pieux courts et/ou des pieux traversant des terrains très médiocres travailleront principalement en pointe.
  • 48. DIMENSIONNEMENT DES PIEUX le dimensionnement des pieux se réalise à partir des essais de laboratoires, de l’essai pénétrométrique ou de l’essai pressiométrique. Actuellement la méthode pressiométrique donne de bons résultats quel que soit le type de sol. Elle est présentée ci-après. A- Détermination de la contrainte limite de pointe qpu : Le fascicule 62 titre V définit une hauteur d’encastrement équivalente De selon la formule suivante (1) : - * ple : pression limite nette équivalente - p*(z) l : pression limite nette à la profondeur z - d : pris en général égal à 0 - D : hauteur d’encastrement réelle du pieu (1)
  • 49. La valeur de la pression limite nette équivalente est donnée par la formule (2): - a: max ( B/2 ; 0,50 m ) - b : min(a, h) - h: ancrage dans la couche où se situe la pointe du pieu La contrainte limite de pointe qpu est donnée par la formule (3) : kp est appelé coefficient de portance. Il traduit la proportionnalité entre la contrainte limite de pointe et la pression limite nette équivalente mesurée au pressiomètre. (2) (3)
  • 50. B- Détermination du frottement latéral qs : Selon le fascicule 62 titre V, les valeurs de qs = f(pl*) sont données par le tableau suivant :
  • 51. C- Détermination des charges admissibles sous différentes sollicitations : A l’E.L.S., selon le fascicule 62, il est fait référence à la charge de fluage notée Qc . Les valeurs des charges admissibles sont données dans le tableau ci-dessous :
  • 52. Dans les terrains où les couches superficielles de terrain ne sont pas aptes à recevoir des fondations classiques au vu de la descente de charge, il est nécessaire de fonder les ouvrages en profondeur. Dans le report des charges de la structure vers le sol, les pieux peuvent fonctionner selon deux modes, l'appui de sa pointe et le frottement latéral de son fût. Ces deux modes peuvent être utilisés séparément ou combinés suivant la nature des sols. Classiquement, à la manière d'une fondation courante, le pieu peut s'appuyer sur une couche de sol résistante. Les efforts sont alors transmis par la pointe du pieu, descendue jusqu'à une couche de sol présentant une résistance mécanique suffisante. Parallèlement, le pieu mobilise également les différentes couches de sol traversées par son fût. Suivant le mode de réalisation, un phénomène de frottement latéral se met en place à l'interface pieu/sol qui permet également de transmettre des efforts. Ce phénomène permet de se fonder dans des sols de qualité médiocre grâce à l'importante surface mobilisée, mais cet effet est annulé en cas de liquéfaction du sol lors d'un séisme. Fonctionnement des pieux :
  • 53. Ils sont utilisés lorsque la portance du terrain superficiel est faible et ne permet pas de reprendre les charges du bâtiment. Il faut alors aller chercher le bon sol plus en profondeur. La plupart des pieux sont réalisés en béton armé Pourquoi faire des pieux en béton ?
  • 54. Les pieux préfabriqués sont des pieux prêts à l’emploi constitués d’un seul ou de plusieurs blocs que l’on assemblera au fur et à mesure qu’on les enfonce. Ces pieux sont généralement mis en place par la technique de battage, par vibration ou par enfoncement hydraulique. Pour le cas de la technique de battage, les pieux les plus utilisés dans ce domaine sont les pieux en béton armé, en bois, en acier ou même en béton précontraint.
  • 55. * Leur mise en œuvre est effectuée à l’aide d’un engin de battage qui enfoncera le pieu jusqu’à obtention d’un « refus ». Afin de protéger les pieux contre l’émoussement ou d’éventuels endommagements, on enveloppe la tête d’une pointe en acier et le bout d’une ceinture en acier que l’on appelle « casque de battage » que l’on retirera après le battage. * Pour la technique d’enfoncement par vibration, on utilise généralement les pieux en acier pour avoir une bonne réaction. Ces vibrations font dissiper la terre sur la pointe des pieux et facilitent l’enfoncement sans aucune force de battage. On arrête lorsque l’on obtient un refus prématuré. Une fois que le pieu est mis en place, on casse la tête. C’est ce qu’on appelle le « recépage ». On peut aussi les mettre en place en exécutant une excavation. On introduit alors le pieu puis on recouvre les vides par de la terre. La mise en œuvre :
  • 56. 1- Excavation 2- Pose du pieu 3- Combler les vides