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Département D’ArchitectureDépartement D’Architecture
22eme annéeeme année
GroupeGroupe 0404
Module :Module : ConstructionConstruction 0101
Thème :Thème :
FONDATIONSFONDATIONS
SUPERFICIELLESSUPERFICIELLES
Présenté par :Présenté par :
OUZAA Sarah Amina.OUZAA Sarah Amina.
RIDOUH Setti.RIDOUH Setti.
ABDELLAOUI Ahlem.ABDELLAOUI Ahlem. Dirigé par :Dirigé par :
Mr BENAOUINAMr BENAOUINA
Année universitaire :Année universitaire : 2007 -2007 -
20082008
**IntroductionIntroduction..
11//Définition FondationDéfinition Fondation..
22//Fonctions assurées par lesFonctions assurées par les
FondationsFondations::
2-12-1Équilibre des Fondations..
2-22-2 Stabilité des Ouvrages..
33//Les relations Sol/FondationLes relations Sol/Fondation..
44//Constitution d’une Fondation.Constitution d’une Fondation.
5/5/Différents types deDifférents types de
FondationFondation
5-15-1Fondation Superficielle ..
5-25-2 Fondation Semi profonde. .. .
5-3Fondation Profonde..
Les Fondations
Superficielles
A –A –Fondation PonctuellesFondation Ponctuelles
A-1/ Semelles Pyramidales, Carrées
ou Rectangulaires.
A-2/Semelles Tronconiques et
Semelles Octogonales.
A-3/Semelles à Patin
Simple,Rectangulaire ou Carrée.
B -B -Fondations LinéairesFondations Linéaires
B-1/Semelles Filantes en Gros Béton
non Armé.
B-2/Semelles Filantes en Béton
Armé.
B-2-1/Semelles Filantes Sous
Murs.
B-2-2/Semelles Filantes Sous
Poteaux.
C/C/Fondation Surfaciques (RadiersFondation Surfaciques (Radiers((
C-1/Radiers Plats.
C-2/Radiers Nervurés.
C-3/Radiers Champignons.
C-4/Radiers Voûtes.
**ConclusionConclusion
Contraintes annexesContraintes annexes  ::
Il existe quelques élémentsIl existe quelques éléments
périphériques, qui semblent moinspériphériques, qui semblent moins
important qu'une étude de sol,important qu'une étude de sol,
mais qui peuvent conduire à desmais qui peuvent conduire à des
modifications importantes desmodifications importantes des
fondations dans un projet :fondations dans un projet :
-Les conditions climatiques-Les conditions climatiques
-L’existence de fondations proches-L’existence de fondations proches
(problème de voisinage)(problème de voisinage)
-L’accès au chantier-L’accès au chantier
-En site urbain : la circulation, les-En site urbain : la circulation, les
canalisations enterrées.canalisations enterrées.
Le climatLe climat
L'influence du climat se manifesteL'influence du climat se manifeste
principalement par des variations deprincipalement par des variations de
température et d'humidité.température et d'humidité.
Le gel est le facteur majeur quiLe gel est le facteur majeur qui
risque de détériorerrisque de détériorer
Une assise car il provoque des variationsUne assise car il provoque des variations
de volume de l’eau contenue dans le solde volume de l’eau contenue dans le sol..
Les textes de D.T.ULes textes de D.T.U
indiquent que lesindiquent que les
fondations doiventfondations doivent
être descendues a uneêtre descendues a une
profondeur tell queprofondeur tell que
leur base soit horsleur base soit hors
d’attente de la gelée.d’attente de la gelée.
En général,on compteEn général,on compte
5A 8cm par degrés en5A 8cm par degrés en
dessous de 0.(Exdessous de 0.(Ex
Chambéry:70/80cm).Chambéry:70/80cm).
Ces valeurs peuventCes valeurs peuvent
être atténuées ouêtre atténuées ou
accentuées en fonctionaccentuées en fonction
de l l‘exposition desde l l‘exposition des
ouvrages et duouvrages et du
Caractère gélif du sol .Par exemple,onCaractère gélif du sol .Par exemple,on
peut diminuer la valeur pour despeut diminuer la valeur pour des
fondations intérieures(ou centrales) oufondations intérieures(ou centrales) ou
bien quand les teneurs en eaux sontbien quand les teneurs en eaux sont
réduites ou limitées(par ex, avec desréduites ou limitées(par ex, avec des
ceintures drainantceintures drainant(.(.
En revanche, on peut augmenter cetteEn revanche, on peut augmenter cette
profondeur dans des régions trèsprofondeur dans des régions très
exposées et dans certains casexposées et dans certains cas
particuliers (vers des talus, sous uneparticuliers (vers des talus, sous une
entrée de garage dans un sous sol semientrée de garage dans un sous sol semi
enterré).enterré).
Certaines précautions particulièresCertaines précautions particulières
peuvent aussi être prises pour, parpeuvent aussi être prises pour, par
exemples, les pergésol (sols toujoursexemples, les pergésol (sols toujours
gelés), pour des projets installés sur desgelés), pour des projets installés sur des
roches compactes (prof mini =20 cm).roches compactes (prof mini =20 cm).
On peut aussi protéger un système deOn peut aussi protéger un système de
fondations en construisant sur desfondations en construisant sur des
matériaux interne ou en mettant enmatériaux interne ou en mettant en
place une isolation complétée par unplace une isolation complétée par un
système de réchauffement parsystème de réchauffement par
circulation d’air.circulation d’air.
Sur certain terrains,les variationsSur certain terrains,les variations
d’humidité peuvent causer des problèmesd’humidité peuvent causer des problèmes
importants. A la suite des variationsimportants. A la suite des variations
saisonnières,les sols argileuxsaisonnières,les sols argileux
gonfler,certain certains sols a faiblegonfler,certain certains sols a faible
densité ont tendances a sedensité ont tendances a se
transformer(loesstransformer(loess(.(.
D'autres facteurs climatiquesD'autres facteurs climatiques
influencent le calcul de fondations telsinfluencent le calcul de fondations tels
que le vent et la neige, et sont évaluésque le vent et la neige, et sont évalués
puis répertoriés sur des cartes.puis répertoriés sur des cartes.
L’influence du voisinage :L’influence du voisinage :
Au sein d'un même ouvrage ou entreAu sein d'un même ouvrage ou entre
plusieurs ouvrages, les faiblesplusieurs ouvrages, les faibles
mouvements dus a des tassementsmouvements dus a des tassements
différentiels ou a des variations dedifférentiels ou a des variations de
températures peuvent être absorbés partempératures peuvent être absorbés par
la mises en place de joints de dilatationla mises en place de joints de dilatation
ou de rupture.ou de rupture.
Les joints de rupture évitent laLes joints de rupture évitent la
transmission des efforts et permettent untransmission des efforts et permettent un
léger mouvement relatif. En revanche,léger mouvement relatif. En revanche,
ils ne suppriment pas l'interférence dansils ne suppriment pas l'interférence dans
le sol avec des fondations adjacentes.le sol avec des fondations adjacentes.
Les joints de dilatation poursuivent lesLes joints de dilatation poursuivent les
joints précédant dans l'infrastructure.joints précédant dans l'infrastructure.
Il est mis en place quand les descentes deIl est mis en place quand les descentes de
charges sont équivalentescharges sont équivalentes..
Cas de flambementCas de flambement
La constructionLa construction
d'ouvrage àd'ouvrage à
proximité d'autresproximité d'autres
édifices provoque desédifices provoque des
contraintes latéralescontraintes latérales
entre les fondations.entre les fondations.
Il existe aussi des casIl existe aussi des cas
ou les nouveauxou les nouveaux
ouvrages entraînentouvrages entraînent
des frottementsdes frottements
négatifs sur lesnégatifs sur les
fondations profondesfondations profondes
situées a proximité.situées a proximité.
Les nouvellesLes nouvelles
constructionsconstructions
peuvent faire varierpeuvent faire varier
le niveau naturelle niveau naturel
d'une nappe end'une nappe en
créant des pointscréant des points
imperméables dans leimperméables dans le
terrainterrain
11//DEFINITIONDEFINITION : :
On appelle fondation, la base deOn appelle fondation, la base de
l’ouvrage qui se trouve en contactl’ouvrage qui se trouve en contact
direct avec le terrain d’assise et qui adirect avec le terrain d’assise et qui a
pour rôle de transmettre a celui-cipour rôle de transmettre a celui-ci
toutes les charges et les surchargestoutes les charges et les surcharges
supportées par cet ouvragesupportées par cet ouvrage..
22//FONCTIONS ASSUREESFONCTIONS ASSUREES
PAR LES FONDATIONS :PAR LES FONDATIONS :
Les fondations doivent assurées deuxLes fondations doivent assurées deux
fonctions essentielles :fonctions essentielles :
Reprendre les charges et surchargesReprendre les charges et surcharges
supportées par la structuresupportées par la structure
Transmettre ces charges et surchargesTransmettre ces charges et surcharges
au sol dans de bonnes conditions, deau sol dans de bonnes conditions, de
façon à assurées la stabilité defaçon à assurées la stabilité de
l’ouvrage.l’ouvrage.
22–1/–1/ ÉQUILIBRE DESÉQUILIBRE DES
FONDATIONS :FONDATIONS :
Les fondations doivent être en équilibreLes fondations doivent être en équilibre
sous :sous :
- Les sollicitation dues à la- Les sollicitation dues à la
superstructure.superstructure.
22-2-2//STABILITE DES OUVRAGES :STABILITE DES OUVRAGES :
Les fonctions sont pour rôle d’assurerLes fonctions sont pour rôle d’assurer
la stabilité de l’ouvrage en fonction desla stabilité de l’ouvrage en fonction des
forces transmises par la superstructureforces transmises par la superstructure
et par le terrain.et par le terrain.
A- Les conditions de stabilité doiventA- Les conditions de stabilité doivent
conduire à respecter le principeconduire à respecter le principe
fondamental de l’égalité des actionsfondamental de l’égalité des actions
transmises par la structure avec lestransmises par la structure avec les
réactions transmises par le sol.réactions transmises par le sol.
B- Le terrain d’assise ne doit pas tasserB- Le terrain d’assise ne doit pas tasser
sous les massifs de fondation. Dans lasous les massifs de fondation. Dans la
pratique, ces tassements peuvent êtrepratique, ces tassements peuvent être
de l’ordre de 5 à 25 mm et ne présenterde l’ordre de 5 à 25 mm et ne présenter
aucun danger s’ils sont uniformémentaucun danger s’ils sont uniformément
répartis sous la construction. Ces typesrépartis sous la construction. Ces types
de tassements sont dits « instantanés»de tassements sont dits « instantanés»
ou uniformes. Ils restent de faibleou uniformes. Ils restent de faible
amplitude et n’évoluent pas dans leamplitude et n’évoluent pas dans le
temps.temps.
Lorsque les tassements ne sont pasLorsque les tassements ne sont pas
uniformément répartis sous l’ouvrage,uniformément répartis sous l’ouvrage,
évoluent dans le temps. Ces tassementsévoluent dans le temps. Ces tassements
peuvent faire apparaître des fissurespeuvent faire apparaître des fissures
dans les murs et les dalles et des rupturesdans les murs et les dalles et des ruptures
des canalisations. En général, lesdes canalisations. En général, les
tassements différentiels apparaissenttassements différentiels apparaissent
dans les cas suivants :dans les cas suivants :
-Lorsque les fondations sont de natures-Lorsque les fondations sont de natures
différentes sous un même ouvragedifférentes sous un même ouvrage
(profondes et superficielles).(profondes et superficielles).
-Lorsqu’elles s’appuient sur des couches-Lorsqu’elles s’appuient sur des couches
de terrain situées à des profondeurs trèsde terrain situées à des profondeurs très
différentes.différentes.
-Lorsque l’ouvrage repose sur des sols-Lorsque l’ouvrage repose sur des sols
de natures très différentes (terrede natures très différentes (terre
stabilisée et remblai récent).stabilisée et remblai récent).
-Lorsque le terrain contient de l’eau.-Lorsque le terrain contient de l’eau.
-Lorsque l’ouvrage est chargé dis-Lorsque l’ouvrage est chargé dis
symétriquement, soit par sasymétriquement, soit par sa
superstructure, soit par des stocks.superstructure, soit par des stocks.
-Lorsque deux bâtiments mitoyens sont-Lorsque deux bâtiments mitoyens sont
construits à des époques différentes.construits à des époques différentes.
Pour éviter ces phénomènes,on doitPour éviter ces phénomènes,on doit
adapter les fondations a la nature du soladapter les fondations a la nature du sol
et aux types de l’ouvrageet aux types de l’ouvrage
à supporter ( joints de rupture,à supporter ( joints de rupture,
articulations, dimensions, etc…).articulations, dimensions, etc…).
C- Les poussées d’Archimède dont lesC- Les poussées d’Archimède dont les
intensités varient avec le niveau deintensités varient avec le niveau de
l’eau contenue dans le sol ne doiventl’eau contenue dans le sol ne doivent
pas soulever l’ouvrage opas soulever l’ouvrage o
compromettre sa stabilité. Lescompromettre sa stabilité. Les
fondations doivent donc être conçuesfondations doivent donc être conçues
en fonction de ce phénomène.en fonction de ce phénomène.
D- L’ouvrage ne doit pas se déplacerD- L’ouvrage ne doit pas se déplacer
sous l’action des forces horizontalessous l’action des forces horizontales
ou obliques appliquées à laou obliques appliquées à la
superstructure ( vent, poussée de lasuperstructure ( vent, poussée de la
terre, poussée de l’eau, séisme, etc.terre, poussée de l’eau, séisme, etc.
…).Les fondations doivent être…).Les fondations doivent être
conçues de façon à éviter :conçues de façon à éviter :
1-1-Toute translation de laToute translation de la
superstructure sur les fondations etsuperstructure sur les fondations et
des fondations sur sol.des fondations sur sol.
2-Tout risque de renversement de2-Tout risque de renversement de
la superstructure par rapport auxla superstructure par rapport aux
fondations par rapport au solfondations par rapport au sol..
E- Pour les constructions réalisées surE- Pour les constructions réalisées sur
des terrains inclinés, les actionsdes terrains inclinés, les actions
exercées par les fondations sur leexercées par les fondations sur le
terrain doivent s’opposer auterrain doivent s’opposer au
glissement éventuel de l’ouvrageglissement éventuel de l’ouvrage
suivant la pentesuivant la pente..
Fondation sur terrain inclinéFondation sur terrain incliné
--Pente maximale 2/3 (Tg ≤ 2/3).αPente maximale 2/3 (Tg ≤ 2/3).α
- La semelle 2 est bien fondée par- La semelle 2 est bien fondée par
rapport à la semelle 1.rapport à la semelle 1.
- La semelle 3 est mal fondée par- La semelle 3 est mal fondée par
rapport aux semelles 2 et 1rapport aux semelles 2 et 1..
33//LES RELATIONS SOL /LES RELATIONS SOL /
FONDATIONFONDATION : :
La répartition des contraintes telleLa répartition des contraintes telle
qu'elle est représentée ci-contrequ'elle est représentée ci-contre
correspond à un équilibre pseudocorrespond à un équilibre pseudo
élastique dans le sol, atteint avantélastique dans le sol, atteint avant
la rupturela rupture. La contrainte finale,. La contrainte finale,
difficile à évaluer, correspond àdifficile à évaluer, correspond à
l'action de la semelle influencée parl'action de la semelle influencée par
la réaction du sol.la réaction du sol.
En général, on considère lesEn général, on considère les
fondationsfondations comme des structurescomme des structures
rigides. Seul le cas des radiers souplerigides. Seul le cas des radiers souple
doit faire l'objet d'une répartitiondoit faire l'objet d'une répartition
différente des contraintes. Ondifférente des contraintes. On
détermine finalement les bulbes dedétermine finalement les bulbes de
compressions (courbes d'iso-compressions (courbes d'iso-
compression) sous la fondation.compression) sous la fondation.
Remarque : il existe des bulbes isolésRemarque : il existe des bulbes isolés
sous les fondations et un bulbesous les fondations et un bulbe
général sous tout l'édifice qui peutgénéral sous tout l'édifice qui peut
être très différent et influencer uneêtre très différent et influencer une
profondeur de terrain supérieureprofondeur de terrain supérieure..
Répartition des poids : la répartitionRépartition des poids : la répartition
des descentes de charges (ensembledes descentes de charges (ensemble
des points ou le poids de la structuredes points ou le poids de la structure
va être transmis au sol) estva être transmis au sol) est
importante pour la conception d'unimportante pour la conception d'un
système de fondation. Sur dessystème de fondation. Sur des
semelles isolées ou filante, les chargessemelles isolées ou filante, les charges
sont différentes celons la situationsont différentes celons la situation
(centrale ou périphérique).Pour des(centrale ou périphérique).Pour des
fondation en radiers, une bonnefondation en radiers, une bonne
répartition des charge est nécessairerépartition des charge est nécessaire
pour éviter lespour éviter les
tassements différentielstassements différentiels ou la ruptureou la rupture
du radierdu radier..
En fonction des chargesEn fonction des charges
appliquées a uneappliquées a une
fondation superficiellefondation superficielle (et semi(et semi
profonde), on peut représenterprofonde), on peut représenter
les contraintes dues a la chargeles contraintes dues a la charge
dans le sol sous la forme dedans le sol sous la forme de
bulbes de pression.bulbes de pression.
Ils sont situés sous la baseIls sont situés sous la base
de la semelle. L'influencede la semelle. L'influence
diminue en fonction de ladiminue en fonction de la
distance avec la fondation.distance avec la fondation.
L'inclinaison des chargesL'inclinaison des charges
influence aussi la zone deinfluence aussi la zone de
pression. Pour lespression. Pour les
fondations profondesfondations profondes, les bulbes, les bulbes
de compressions sont plusde compressions sont plus
difficiles à définir.difficiles à définir.
Ils seIls se répartissent sous la fondationrépartissent sous la fondation
comme précédemment et remontentcomme précédemment et remontent
le long du fût du pieu (comme les planle long du fût du pieu (comme les plan
de cisaillements). La hauteurde cisaillements). La hauteur
d'influence des contraintes dépendd'influence des contraintes dépend
desdes frottements latérauxfrottements latéraux..
Pour des systèmes de fondationsPour des systèmes de fondations
voisines (groupe de pieux), il, existevoisines (groupe de pieux), il, existe
des phénomènes d'interférence entredes phénomènes d'interférence entre
les bulbes qui peuvent augmenter lesles bulbes qui peuvent augmenter les
pression a des endroits localiséspression a des endroits localisés
pouvant parfois atteindre le seuilpouvant parfois atteindre le seuil
critique de rupture du solcritique de rupture du sol..
44//CONSTITUTIONCONSTITUTION
D’UNED’UNE
FONDATIONFONDATION : :
Constitution d’une fondation
Quelle que soit sa forme, la fondationQuelle que soit sa forme, la fondation
est constituée de trois parties plus ouest constituée de trois parties plus ou
moins solidairesmoins solidaires  ::
La semelle qui, par sa surface d’appuiLa semelle qui, par sa surface d’appui
répartit les charges sur le sol.répartit les charges sur le sol.
Le fût, lié à la semelle, transmet lesLe fût, lié à la semelle, transmet les
charges.charges.
Le béton de propreté, en béton dosé àLe béton de propreté, en béton dosé à
150 kg, a pour but d’éviter la150 kg, a pour but d’éviter la
souillure de la semelle.souillure de la semelle.
5 /5 /DIFFERENTES TYPES DEDIFFERENTES TYPES DE
FONDATION :FONDATION :
Suivant l’importance des charges etSuivant l’importance des charges et
la résistance du terrain on optela résistance du terrain on opte
pour :pour :
-Des formations superficielles,-Des formations superficielles,
Lorsque les couches de terrainLorsque les couches de terrain
capables de supporter l’ouvrage sontcapables de supporter l’ouvrage sont
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les couches de terrain capables deles couches de terrain capables de
supporter l’ouvrage sont à unesupporter l’ouvrage sont à une
55-2-2//FONDATIONS SEMIFONDATIONS SEMI
PROFONDESPROFONDES : :
Ces fondations sont utilisées lorsqueCes fondations sont utilisées lorsque
le sol est de mauvaise qualité sur unele sol est de mauvaise qualité sur une
épaisseur inférieure à 8 mètres ou dansépaisseur inférieure à 8 mètres ou dans
le cas de sols gonflants (sols argileux).le cas de sols gonflants (sols argileux).
Elles sont constituées par des colonnesElles sont constituées par des colonnes
rondes ou rectangulaires en gros béton,rondes ou rectangulaires en gros béton,
d'une profondeur variant de 2 a 12d'une profondeur variant de 2 a 12
mètres. Elles transmettent jusqu'au bonmètres. Elles transmettent jusqu'au bon
sol les charges apportées par unesol les charges apportées par une
semelle de section réduite, et, par leursemelle de section réduite, et, par leur
poids, s'oppose aux variations depoids, s'oppose aux variations de
volume des terrains argileux.volume des terrains argileux.
La section des puits est calculée enLa section des puits est calculée en
fonction des possibilités du sol sous sonfonction des possibilités du sol sous son
assise; le frottement latéral n'est pasassise; le frottement latéral n'est pas
pris en compte sinon pour compenser lepris en compte sinon pour compenser le
poids propre du puits.poids propre du puits.
Les puits sont des fondations creusées àLes puits sont des fondations creusées à
la main ou mécaniquement avec desla main ou mécaniquement avec des
bennes preneuses; c'est ce quibennes preneuses; c'est ce qui
limite la profondeur des puits. Unlimite la profondeur des puits. Un
puits peut être élargit a la base (danspuits peut être élargit a la base (dans
les sols de cohésion suffisante) : c'estles sols de cohésion suffisante) : c'est
une structure en patte d'éléphant.une structure en patte d'éléphant.
Contrairement aux fondationsContrairement aux fondations
profondes, les structures n'atteignentprofondes, les structures n'atteignent
pas forcement la surface du sol. Lespas forcement la surface du sol. Les
puits peuvent être prolongés jusqu'àpuits peuvent être prolongés jusqu'à
la surface du sol par des semellesla surface du sol par des semelles..
55––33//FONDATIONS PROFONDESFONDATIONS PROFONDES : :
On appelle fondation profondesOn appelle fondation profondes
toutes les fondations donttoutes les fondations dont
l’encastrement H dans le sol excèdel’encastrement H dans le sol excède
quatre fois la largeur B de la semelle.quatre fois la largeur B de la semelle.
On opte pour ce mode de fondation,On opte pour ce mode de fondation,
lorsque les charges a transmettrelorsque les charges a transmettre
au sol sont très importantes etau sol sont très importantes et
lorsque le terrain en surface estlorsque le terrain en surface est
de mauvaise portance. Lesde mauvaise portance. Les
fondations profondes sontfondations profondes sont
surtout utilisées pour les ouvragessurtout utilisées pour les ouvrages
importants supportant de fortesimportants supportant de fortes
charges : bâtiments industriels,charges : bâtiments industriels,
ouvrages d’artouvrages d’art..
On distingue trois types de
fondations superficielles:
A/FONDATIONS
PONCTUELLES:
Il s'agit des semelles isolées sous
poteaux, destinées a transmettre au
sol des charges concentrées plus ou
moins importantes, la forme et les
dimensions de telles semelles
dépondront étroitement:
-des charges.
-du taux de travail admis pour le
bon sol.
-de la section droite des poteaux
reposant sur ces semelles.
Les fondations sont leLes fondations sont le
résultat de la collaboration derésultat de la collaboration de
plusieurs personnes :plusieurs personnes :
LL'architecte'architecte qui dessinequi dessine
l'édifice, ces points d'appuis, sonl'édifice, ces points d'appuis, son
poids, sa formepoids, sa forme
LLe bureau d'étudee bureau d'étude ::quiqui
conseille un système deconseille un système de
fondation en fonction desfondation en fonction des
caractéristiques du terraincaractéristiques du terrain
LL'ingénieur en béton armé'ingénieur en béton armé quiqui
calcul les dimensions descalcul les dimensions des
fondations afin qu'elles puissentfondations afin qu'elles puissent
supporter l'ouvrage sans risquesupporter l'ouvrage sans risque
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Fondation superficielle

  • 1. République Algérienne Démocratique etRépublique Algérienne Démocratique et Populaire Université de MostaganemPopulaire Université de Mostaganem Département D’ArchitectureDépartement D’Architecture 22eme annéeeme année GroupeGroupe 0404 Module :Module : ConstructionConstruction 0101 Thème :Thème : FONDATIONSFONDATIONS SUPERFICIELLESSUPERFICIELLES Présenté par :Présenté par : OUZAA Sarah Amina.OUZAA Sarah Amina. RIDOUH Setti.RIDOUH Setti. ABDELLAOUI Ahlem.ABDELLAOUI Ahlem. Dirigé par :Dirigé par : Mr BENAOUINAMr BENAOUINA Année universitaire :Année universitaire : 2007 -2007 - 20082008
  • 2. **IntroductionIntroduction.. 11//Définition FondationDéfinition Fondation.. 22//Fonctions assurées par lesFonctions assurées par les FondationsFondations:: 2-12-1Équilibre des Fondations.. 2-22-2 Stabilité des Ouvrages.. 33//Les relations Sol/FondationLes relations Sol/Fondation.. 44//Constitution d’une Fondation.Constitution d’une Fondation. 5/5/Différents types deDifférents types de FondationFondation 5-15-1Fondation Superficielle .. 5-25-2 Fondation Semi profonde. .. . 5-3Fondation Profonde.. Les Fondations Superficielles
  • 3. A –A –Fondation PonctuellesFondation Ponctuelles A-1/ Semelles Pyramidales, Carrées ou Rectangulaires. A-2/Semelles Tronconiques et Semelles Octogonales. A-3/Semelles à Patin Simple,Rectangulaire ou Carrée. B -B -Fondations LinéairesFondations Linéaires B-1/Semelles Filantes en Gros Béton non Armé. B-2/Semelles Filantes en Béton Armé. B-2-1/Semelles Filantes Sous Murs. B-2-2/Semelles Filantes Sous Poteaux. C/C/Fondation Surfaciques (RadiersFondation Surfaciques (Radiers(( C-1/Radiers Plats. C-2/Radiers Nervurés. C-3/Radiers Champignons. C-4/Radiers Voûtes. **ConclusionConclusion
  • 4. Contraintes annexesContraintes annexes  :: Il existe quelques élémentsIl existe quelques éléments périphériques, qui semblent moinspériphériques, qui semblent moins important qu'une étude de sol,important qu'une étude de sol, mais qui peuvent conduire à desmais qui peuvent conduire à des modifications importantes desmodifications importantes des fondations dans un projet :fondations dans un projet : -Les conditions climatiques-Les conditions climatiques -L’existence de fondations proches-L’existence de fondations proches (problème de voisinage)(problème de voisinage) -L’accès au chantier-L’accès au chantier -En site urbain : la circulation, les-En site urbain : la circulation, les canalisations enterrées.canalisations enterrées. Le climatLe climat L'influence du climat se manifesteL'influence du climat se manifeste principalement par des variations deprincipalement par des variations de température et d'humidité.température et d'humidité. Le gel est le facteur majeur quiLe gel est le facteur majeur qui risque de détériorerrisque de détériorer
  • 5. Une assise car il provoque des variationsUne assise car il provoque des variations de volume de l’eau contenue dans le solde volume de l’eau contenue dans le sol.. Les textes de D.T.ULes textes de D.T.U indiquent que lesindiquent que les fondations doiventfondations doivent être descendues a uneêtre descendues a une profondeur tell queprofondeur tell que leur base soit horsleur base soit hors d’attente de la gelée.d’attente de la gelée. En général,on compteEn général,on compte 5A 8cm par degrés en5A 8cm par degrés en dessous de 0.(Exdessous de 0.(Ex Chambéry:70/80cm).Chambéry:70/80cm). Ces valeurs peuventCes valeurs peuvent être atténuées ouêtre atténuées ou accentuées en fonctionaccentuées en fonction de l l‘exposition desde l l‘exposition des ouvrages et duouvrages et du Caractère gélif du sol .Par exemple,onCaractère gélif du sol .Par exemple,on peut diminuer la valeur pour despeut diminuer la valeur pour des fondations intérieures(ou centrales) oufondations intérieures(ou centrales) ou bien quand les teneurs en eaux sontbien quand les teneurs en eaux sont réduites ou limitées(par ex, avec desréduites ou limitées(par ex, avec des ceintures drainantceintures drainant(.(.
  • 6. En revanche, on peut augmenter cetteEn revanche, on peut augmenter cette profondeur dans des régions trèsprofondeur dans des régions très exposées et dans certains casexposées et dans certains cas particuliers (vers des talus, sous uneparticuliers (vers des talus, sous une entrée de garage dans un sous sol semientrée de garage dans un sous sol semi enterré).enterré). Certaines précautions particulièresCertaines précautions particulières peuvent aussi être prises pour, parpeuvent aussi être prises pour, par exemples, les pergésol (sols toujoursexemples, les pergésol (sols toujours gelés), pour des projets installés sur desgelés), pour des projets installés sur des roches compactes (prof mini =20 cm).roches compactes (prof mini =20 cm). On peut aussi protéger un système deOn peut aussi protéger un système de fondations en construisant sur desfondations en construisant sur des matériaux interne ou en mettant enmatériaux interne ou en mettant en place une isolation complétée par unplace une isolation complétée par un système de réchauffement parsystème de réchauffement par circulation d’air.circulation d’air. Sur certain terrains,les variationsSur certain terrains,les variations d’humidité peuvent causer des problèmesd’humidité peuvent causer des problèmes importants. A la suite des variationsimportants. A la suite des variations saisonnières,les sols argileuxsaisonnières,les sols argileux gonfler,certain certains sols a faiblegonfler,certain certains sols a faible densité ont tendances a sedensité ont tendances a se transformer(loesstransformer(loess(.(.
  • 7. D'autres facteurs climatiquesD'autres facteurs climatiques influencent le calcul de fondations telsinfluencent le calcul de fondations tels que le vent et la neige, et sont évaluésque le vent et la neige, et sont évalués puis répertoriés sur des cartes.puis répertoriés sur des cartes. L’influence du voisinage :L’influence du voisinage : Au sein d'un même ouvrage ou entreAu sein d'un même ouvrage ou entre plusieurs ouvrages, les faiblesplusieurs ouvrages, les faibles mouvements dus a des tassementsmouvements dus a des tassements différentiels ou a des variations dedifférentiels ou a des variations de températures peuvent être absorbés partempératures peuvent être absorbés par la mises en place de joints de dilatationla mises en place de joints de dilatation ou de rupture.ou de rupture. Les joints de rupture évitent laLes joints de rupture évitent la transmission des efforts et permettent untransmission des efforts et permettent un léger mouvement relatif. En revanche,léger mouvement relatif. En revanche, ils ne suppriment pas l'interférence dansils ne suppriment pas l'interférence dans le sol avec des fondations adjacentes.le sol avec des fondations adjacentes. Les joints de dilatation poursuivent lesLes joints de dilatation poursuivent les joints précédant dans l'infrastructure.joints précédant dans l'infrastructure. Il est mis en place quand les descentes deIl est mis en place quand les descentes de charges sont équivalentescharges sont équivalentes..
  • 8. Cas de flambementCas de flambement La constructionLa construction d'ouvrage àd'ouvrage à proximité d'autresproximité d'autres édifices provoque desédifices provoque des contraintes latéralescontraintes latérales entre les fondations.entre les fondations. Il existe aussi des casIl existe aussi des cas ou les nouveauxou les nouveaux ouvrages entraînentouvrages entraînent des frottementsdes frottements négatifs sur lesnégatifs sur les fondations profondesfondations profondes situées a proximité.situées a proximité. Les nouvellesLes nouvelles constructionsconstructions peuvent faire varierpeuvent faire varier le niveau naturelle niveau naturel d'une nappe end'une nappe en créant des pointscréant des points imperméables dans leimperméables dans le terrainterrain
  • 9. 11//DEFINITIONDEFINITION : : On appelle fondation, la base deOn appelle fondation, la base de l’ouvrage qui se trouve en contactl’ouvrage qui se trouve en contact direct avec le terrain d’assise et qui adirect avec le terrain d’assise et qui a pour rôle de transmettre a celui-cipour rôle de transmettre a celui-ci toutes les charges et les surchargestoutes les charges et les surcharges supportées par cet ouvragesupportées par cet ouvrage.. 22//FONCTIONS ASSUREESFONCTIONS ASSUREES PAR LES FONDATIONS :PAR LES FONDATIONS : Les fondations doivent assurées deuxLes fondations doivent assurées deux fonctions essentielles :fonctions essentielles : Reprendre les charges et surchargesReprendre les charges et surcharges supportées par la structuresupportées par la structure Transmettre ces charges et surchargesTransmettre ces charges et surcharges au sol dans de bonnes conditions, deau sol dans de bonnes conditions, de façon à assurées la stabilité defaçon à assurées la stabilité de l’ouvrage.l’ouvrage. 22–1/–1/ ÉQUILIBRE DESÉQUILIBRE DES FONDATIONS :FONDATIONS : Les fondations doivent être en équilibreLes fondations doivent être en équilibre sous :sous : - Les sollicitation dues à la- Les sollicitation dues à la superstructure.superstructure.
  • 10. 22-2-2//STABILITE DES OUVRAGES :STABILITE DES OUVRAGES : Les fonctions sont pour rôle d’assurerLes fonctions sont pour rôle d’assurer la stabilité de l’ouvrage en fonction desla stabilité de l’ouvrage en fonction des forces transmises par la superstructureforces transmises par la superstructure et par le terrain.et par le terrain. A- Les conditions de stabilité doiventA- Les conditions de stabilité doivent conduire à respecter le principeconduire à respecter le principe fondamental de l’égalité des actionsfondamental de l’égalité des actions transmises par la structure avec lestransmises par la structure avec les réactions transmises par le sol.réactions transmises par le sol. B- Le terrain d’assise ne doit pas tasserB- Le terrain d’assise ne doit pas tasser sous les massifs de fondation. Dans lasous les massifs de fondation. Dans la pratique, ces tassements peuvent êtrepratique, ces tassements peuvent être de l’ordre de 5 à 25 mm et ne présenterde l’ordre de 5 à 25 mm et ne présenter aucun danger s’ils sont uniformémentaucun danger s’ils sont uniformément répartis sous la construction. Ces typesrépartis sous la construction. Ces types de tassements sont dits « instantanés»de tassements sont dits « instantanés» ou uniformes. Ils restent de faibleou uniformes. Ils restent de faible amplitude et n’évoluent pas dans leamplitude et n’évoluent pas dans le temps.temps. Lorsque les tassements ne sont pasLorsque les tassements ne sont pas uniformément répartis sous l’ouvrage,uniformément répartis sous l’ouvrage,
  • 11. évoluent dans le temps. Ces tassementsévoluent dans le temps. Ces tassements peuvent faire apparaître des fissurespeuvent faire apparaître des fissures dans les murs et les dalles et des rupturesdans les murs et les dalles et des ruptures des canalisations. En général, lesdes canalisations. En général, les tassements différentiels apparaissenttassements différentiels apparaissent dans les cas suivants :dans les cas suivants : -Lorsque les fondations sont de natures-Lorsque les fondations sont de natures différentes sous un même ouvragedifférentes sous un même ouvrage (profondes et superficielles).(profondes et superficielles). -Lorsqu’elles s’appuient sur des couches-Lorsqu’elles s’appuient sur des couches de terrain situées à des profondeurs trèsde terrain situées à des profondeurs très différentes.différentes. -Lorsque l’ouvrage repose sur des sols-Lorsque l’ouvrage repose sur des sols de natures très différentes (terrede natures très différentes (terre stabilisée et remblai récent).stabilisée et remblai récent). -Lorsque le terrain contient de l’eau.-Lorsque le terrain contient de l’eau. -Lorsque l’ouvrage est chargé dis-Lorsque l’ouvrage est chargé dis symétriquement, soit par sasymétriquement, soit par sa superstructure, soit par des stocks.superstructure, soit par des stocks. -Lorsque deux bâtiments mitoyens sont-Lorsque deux bâtiments mitoyens sont construits à des époques différentes.construits à des époques différentes. Pour éviter ces phénomènes,on doitPour éviter ces phénomènes,on doit adapter les fondations a la nature du soladapter les fondations a la nature du sol et aux types de l’ouvrageet aux types de l’ouvrage
  • 12. à supporter ( joints de rupture,à supporter ( joints de rupture, articulations, dimensions, etc…).articulations, dimensions, etc…). C- Les poussées d’Archimède dont lesC- Les poussées d’Archimède dont les intensités varient avec le niveau deintensités varient avec le niveau de l’eau contenue dans le sol ne doiventl’eau contenue dans le sol ne doivent pas soulever l’ouvrage opas soulever l’ouvrage o compromettre sa stabilité. Lescompromettre sa stabilité. Les fondations doivent donc être conçuesfondations doivent donc être conçues en fonction de ce phénomène.en fonction de ce phénomène. D- L’ouvrage ne doit pas se déplacerD- L’ouvrage ne doit pas se déplacer sous l’action des forces horizontalessous l’action des forces horizontales ou obliques appliquées à laou obliques appliquées à la superstructure ( vent, poussée de lasuperstructure ( vent, poussée de la terre, poussée de l’eau, séisme, etc.terre, poussée de l’eau, séisme, etc. …).Les fondations doivent être…).Les fondations doivent être conçues de façon à éviter :conçues de façon à éviter : 1-1-Toute translation de laToute translation de la superstructure sur les fondations etsuperstructure sur les fondations et des fondations sur sol.des fondations sur sol. 2-Tout risque de renversement de2-Tout risque de renversement de la superstructure par rapport auxla superstructure par rapport aux fondations par rapport au solfondations par rapport au sol..
  • 13. E- Pour les constructions réalisées surE- Pour les constructions réalisées sur des terrains inclinés, les actionsdes terrains inclinés, les actions exercées par les fondations sur leexercées par les fondations sur le terrain doivent s’opposer auterrain doivent s’opposer au glissement éventuel de l’ouvrageglissement éventuel de l’ouvrage suivant la pentesuivant la pente..
  • 14.
  • 15. Fondation sur terrain inclinéFondation sur terrain incliné --Pente maximale 2/3 (Tg ≤ 2/3).αPente maximale 2/3 (Tg ≤ 2/3).α - La semelle 2 est bien fondée par- La semelle 2 est bien fondée par rapport à la semelle 1.rapport à la semelle 1. - La semelle 3 est mal fondée par- La semelle 3 est mal fondée par rapport aux semelles 2 et 1rapport aux semelles 2 et 1..
  • 16. 33//LES RELATIONS SOL /LES RELATIONS SOL / FONDATIONFONDATION : :
  • 17. La répartition des contraintes telleLa répartition des contraintes telle qu'elle est représentée ci-contrequ'elle est représentée ci-contre correspond à un équilibre pseudocorrespond à un équilibre pseudo élastique dans le sol, atteint avantélastique dans le sol, atteint avant la rupturela rupture. La contrainte finale,. La contrainte finale, difficile à évaluer, correspond àdifficile à évaluer, correspond à l'action de la semelle influencée parl'action de la semelle influencée par la réaction du sol.la réaction du sol. En général, on considère lesEn général, on considère les fondationsfondations comme des structurescomme des structures rigides. Seul le cas des radiers souplerigides. Seul le cas des radiers souple doit faire l'objet d'une répartitiondoit faire l'objet d'une répartition différente des contraintes. Ondifférente des contraintes. On détermine finalement les bulbes dedétermine finalement les bulbes de compressions (courbes d'iso-compressions (courbes d'iso- compression) sous la fondation.compression) sous la fondation. Remarque : il existe des bulbes isolésRemarque : il existe des bulbes isolés sous les fondations et un bulbesous les fondations et un bulbe général sous tout l'édifice qui peutgénéral sous tout l'édifice qui peut être très différent et influencer uneêtre très différent et influencer une profondeur de terrain supérieureprofondeur de terrain supérieure..
  • 18.
  • 19. Répartition des poids : la répartitionRépartition des poids : la répartition des descentes de charges (ensembledes descentes de charges (ensemble des points ou le poids de la structuredes points ou le poids de la structure va être transmis au sol) estva être transmis au sol) est importante pour la conception d'unimportante pour la conception d'un système de fondation. Sur dessystème de fondation. Sur des semelles isolées ou filante, les chargessemelles isolées ou filante, les charges sont différentes celons la situationsont différentes celons la situation (centrale ou périphérique).Pour des(centrale ou périphérique).Pour des fondation en radiers, une bonnefondation en radiers, une bonne répartition des charge est nécessairerépartition des charge est nécessaire pour éviter lespour éviter les tassements différentielstassements différentiels ou la ruptureou la rupture du radierdu radier..
  • 20.
  • 21. En fonction des chargesEn fonction des charges appliquées a uneappliquées a une fondation superficiellefondation superficielle (et semi(et semi profonde), on peut représenterprofonde), on peut représenter les contraintes dues a la chargeles contraintes dues a la charge dans le sol sous la forme dedans le sol sous la forme de bulbes de pression.bulbes de pression. Ils sont situés sous la baseIls sont situés sous la base de la semelle. L'influencede la semelle. L'influence diminue en fonction de ladiminue en fonction de la distance avec la fondation.distance avec la fondation. L'inclinaison des chargesL'inclinaison des charges influence aussi la zone deinfluence aussi la zone de pression. Pour lespression. Pour les fondations profondesfondations profondes, les bulbes, les bulbes de compressions sont plusde compressions sont plus difficiles à définir.difficiles à définir.
  • 22. Ils seIls se répartissent sous la fondationrépartissent sous la fondation comme précédemment et remontentcomme précédemment et remontent le long du fût du pieu (comme les planle long du fût du pieu (comme les plan de cisaillements). La hauteurde cisaillements). La hauteur d'influence des contraintes dépendd'influence des contraintes dépend desdes frottements latérauxfrottements latéraux.. Pour des systèmes de fondationsPour des systèmes de fondations voisines (groupe de pieux), il, existevoisines (groupe de pieux), il, existe des phénomènes d'interférence entredes phénomènes d'interférence entre les bulbes qui peuvent augmenter lesles bulbes qui peuvent augmenter les pression a des endroits localiséspression a des endroits localisés pouvant parfois atteindre le seuilpouvant parfois atteindre le seuil critique de rupture du solcritique de rupture du sol..
  • 24. Quelle que soit sa forme, la fondationQuelle que soit sa forme, la fondation est constituée de trois parties plus ouest constituée de trois parties plus ou moins solidairesmoins solidaires  :: La semelle qui, par sa surface d’appuiLa semelle qui, par sa surface d’appui répartit les charges sur le sol.répartit les charges sur le sol. Le fût, lié à la semelle, transmet lesLe fût, lié à la semelle, transmet les charges.charges. Le béton de propreté, en béton dosé àLe béton de propreté, en béton dosé à 150 kg, a pour but d’éviter la150 kg, a pour but d’éviter la souillure de la semelle.souillure de la semelle. 5 /5 /DIFFERENTES TYPES DEDIFFERENTES TYPES DE FONDATION :FONDATION : Suivant l’importance des charges etSuivant l’importance des charges et la résistance du terrain on optela résistance du terrain on opte pour :pour : -Des formations superficielles,-Des formations superficielles, Lorsque les couches de terrainLorsque les couches de terrain capables de supporter l’ouvrage sontcapables de supporter l’ouvrage sont à une faible profondeur.à une faible profondeur. -Des fondations profondes, Lorsque-Des fondations profondes, Lorsque les couches de terrain capables deles couches de terrain capables de supporter l’ouvrage sont à unesupporter l’ouvrage sont à une
  • 25. 55-2-2//FONDATIONS SEMIFONDATIONS SEMI PROFONDESPROFONDES : : Ces fondations sont utilisées lorsqueCes fondations sont utilisées lorsque le sol est de mauvaise qualité sur unele sol est de mauvaise qualité sur une épaisseur inférieure à 8 mètres ou dansépaisseur inférieure à 8 mètres ou dans le cas de sols gonflants (sols argileux).le cas de sols gonflants (sols argileux). Elles sont constituées par des colonnesElles sont constituées par des colonnes rondes ou rectangulaires en gros béton,rondes ou rectangulaires en gros béton, d'une profondeur variant de 2 a 12d'une profondeur variant de 2 a 12 mètres. Elles transmettent jusqu'au bonmètres. Elles transmettent jusqu'au bon sol les charges apportées par unesol les charges apportées par une semelle de section réduite, et, par leursemelle de section réduite, et, par leur poids, s'oppose aux variations depoids, s'oppose aux variations de volume des terrains argileux.volume des terrains argileux. La section des puits est calculée enLa section des puits est calculée en fonction des possibilités du sol sous sonfonction des possibilités du sol sous son assise; le frottement latéral n'est pasassise; le frottement latéral n'est pas pris en compte sinon pour compenser lepris en compte sinon pour compenser le poids propre du puits.poids propre du puits. Les puits sont des fondations creusées àLes puits sont des fondations creusées à la main ou mécaniquement avec desla main ou mécaniquement avec des bennes preneuses; c'est ce quibennes preneuses; c'est ce qui
  • 26. limite la profondeur des puits. Unlimite la profondeur des puits. Un puits peut être élargit a la base (danspuits peut être élargit a la base (dans les sols de cohésion suffisante) : c'estles sols de cohésion suffisante) : c'est une structure en patte d'éléphant.une structure en patte d'éléphant. Contrairement aux fondationsContrairement aux fondations profondes, les structures n'atteignentprofondes, les structures n'atteignent pas forcement la surface du sol. Lespas forcement la surface du sol. Les puits peuvent être prolongés jusqu'àpuits peuvent être prolongés jusqu'à la surface du sol par des semellesla surface du sol par des semelles.. 55––33//FONDATIONS PROFONDESFONDATIONS PROFONDES : : On appelle fondation profondesOn appelle fondation profondes toutes les fondations donttoutes les fondations dont l’encastrement H dans le sol excèdel’encastrement H dans le sol excède quatre fois la largeur B de la semelle.quatre fois la largeur B de la semelle. On opte pour ce mode de fondation,On opte pour ce mode de fondation, lorsque les charges a transmettrelorsque les charges a transmettre au sol sont très importantes etau sol sont très importantes et lorsque le terrain en surface estlorsque le terrain en surface est de mauvaise portance. Lesde mauvaise portance. Les fondations profondes sontfondations profondes sont
  • 27. surtout utilisées pour les ouvragessurtout utilisées pour les ouvrages importants supportant de fortesimportants supportant de fortes charges : bâtiments industriels,charges : bâtiments industriels, ouvrages d’artouvrages d’art..
  • 28.
  • 29. On distingue trois types de fondations superficielles: A/FONDATIONS PONCTUELLES: Il s'agit des semelles isolées sous poteaux, destinées a transmettre au sol des charges concentrées plus ou moins importantes, la forme et les dimensions de telles semelles dépondront étroitement: -des charges. -du taux de travail admis pour le bon sol. -de la section droite des poteaux reposant sur ces semelles.
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33.
  • 34.
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  • 36.
  • 37.
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  • 39.
  • 40. Les fondations sont leLes fondations sont le résultat de la collaboration derésultat de la collaboration de plusieurs personnes :plusieurs personnes : LL'architecte'architecte qui dessinequi dessine l'édifice, ces points d'appuis, sonl'édifice, ces points d'appuis, son poids, sa formepoids, sa forme LLe bureau d'étudee bureau d'étude ::quiqui conseille un système deconseille un système de fondation en fonction desfondation en fonction des caractéristiques du terraincaractéristiques du terrain LL'ingénieur en béton armé'ingénieur en béton armé quiqui calcul les dimensions descalcul les dimensions des fondations afin qu'elles puissentfondations afin qu'elles puissent supporter l'ouvrage sans risquesupporter l'ouvrage sans risque de rupture ou de mouvementsde rupture ou de mouvements..