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V
Les essais in situ
et le calcul des
Fondations Superficielles
Selon le DTU 13-12
Les essais sont généralement effectués tous les mètres.
1) L’essai pressiométrique MENARD
L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une
sonde cylindrique.
Cet essai peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non.
Contrôleur Pression-Volume
Sonde
gaz
eau
Principe
de l’essai
cellule
Volume lu V
Pression appliquée p
Volume
pression
Phase pseudo
élastique
Pression limite
Relation pression-volume
Pour le calcul des fondations, l’essai pressiométrique permet
d'obtenir :
1-1) Caractéristiques de l’essai pressiométrique
La pression de fluage Pf
La pression limite Pl, pour l’étude des fondations à la rupture
Le module pressiométrique EM pour le calcul des tassements
(ELS)
1-2) Les pressions limites nettes pl*
contrainte horizontale totale
avant l’essai
pl* = pl – p0
p0 = K0.(svo - u) + u
K0 : coeff. des terres au
repos ( souvent 0,5)
svo contrainte verticale totale
au niveau de l’essai
pression limite
mesurée
u: pression interstitielle
svo
p0
u
u
u
1-3) contrainte de rupture q’u
q’u = kp.ple*.id + q’0
kp : coefficient de portance
ple* = pression limite nette équivalente
q’0 : contrainte verticale effective du sol au
niveau de la base de la fondation
id : coefficient lié à l’inclinaison d de la
résultante
q’0
q’0
ple* = pression limite nette équivalente
pl*
B
D
z
1,5B
n
*
pl
*
ple
n
i
i


Détermination de Kp
Détermination de id
qu = id . Kc . qce + q’0
id = idem essai pressiométrique
kc = facteur de portance fonction des dimensions de la fondation et
de la nature des sols (voir abaque)
qce : résistance de pointe équivalente
N.B. : dans le cas de charges excentrées on remplace B
par B’ = B – 2e
2) L’essai au pénétromètre statique
• Calculs de la résistance de pointe équivalente qce
qcm : valeur moyenne des qc
mesurées sur une profondeur
de 1.5xB en dessous de la
fondation
qcc : résistances nettes
déduites des qc mesurées en
écrêtant les valeurs de qc
supérieures à 1.3 fois qcm
qce : valeur moyenne des qcc
qcm
1.5xB
qc
qce qcc
1.3xqcm
Facteur de portance Kc
3) Justification de la portance à l’ELU
u
ref q
q '
2
1
' 
4) Évaluation des tassements
Les combinaisons d’actions à considérer sont celles
de l’état limite de service (ELS)
Les règles ci-après ne s’appliquent que pour l’évaluation
du tassement d’une fondation isolée :
- à partir des essais de laboratoire (oedomètre)
- à partir des essais pressiométriques
4-1 Evaluation à partir des essais de laboratoire
( voir module GEOT 1)
• Paramètres mesurés en laboratoire (oedomètre)
eo : indice des vides initial
Cc : indice de compression
s’pc : contrainte de consolidation
Le tassement final est la somme de deux termes Si et Sc
• Si = tassement initial généralement négligé
• Sc = tassement de consolidation
• Calcul du tassement Sc
pc
zi
o
i
i
i
i
'
'
log
e
1
Cc
z
Sc
Sc
s
s

+






• Calcul des contraintes
Le sol sous la fondation est décomposée
en couches d’épaisseur zi.
zi
s’zi
Les contraintes s’zi engendrées par
le poids des terres et la charge de la
fondation sont calculées au milieu de
chaque couche.
4-2 Evaluation à partir des essais pressiométriques
Le tassement final Sf est la somme
de deux termes Sc et Sd :
• Sc : tassement de consolidation
qui concerne le sol à proximité
de la fondation jusqu’à la
profondeur B/2
B/2
8B
• Sd : tassement déviatorique qui
concerne le sol de B/2 à 8B
B
Paramètres mesurés : Em module pressiométrique
pl pression limite
  B
c
-
p
E
9
Sc vo
ELS
1



s




E1 : module pressiométrique de la couche 1 (de 0 à B/2)
B : largeur de la fondation
pELS : contrainte moyenne appliquée par la fondation au sol calculée à
l’ELS
svo : contrainte verticale totale au niveau du fond de fouille avant travaux
c : coefficient de forme (voir tableau)
 : coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (voir tableau)
Remarque : si la fondation est dans l’eau, on ne prend pas en compte
la poussée d’Archimède dans le calcul de pELS
 












s



B
B
.
B
-
p
E
9
2
Sd
o
d
o
vo
ELS
d
Bo = 0.60 m
d : coefficient de forme (voir tableau)
 : voir tableaux
Ed : module pressiométrique équivalent
calculé jusqu’à la profondeur 8B
(voir détails sur schéma)
Coefficients de forme c et d
L/B
1
cercle
1
carré 2 3 5 20
c 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50
d 1.00 1.12 1.53 1.78 2.14 2.65
B : largeur de la fondation
L : longueur de la fondation
Type
Tourbe Argile Limon Sable
Sable
Gravier
 E/pl  E/pl  E/pl  E/pl 
Surconsolidé
très serré
>16 1 >14 2/3 >12 1/2 >10 1/3
Normalement consolidé
normalement serré
1 9-16 2/3 8-14 1/2 7-12 1/3 6-10 1/4
Sousconsolidé altéré
remanié ou lâche
7-9 1/2 5-8 1/2 5-7 1/3
Coefficient rhéologique 
Roche
Type Très peu fracturé Normal Très fracturé Très altéré
 2/3 1/2 1/3 2/3
E module pressiométrique pl pression limite
E1
E2
E3
E4
E5
E6
E7
E8
E10
E9
E11
E12
E13
E16
E14
E15
0
B
2B
3B
4B
5B
6B
7B
8B
B
Pour un sol hétérogène, on découpe le sol
en couches successives d’épaisseur B/2 et
numérotées de 1 à 16
Détermination de Ed
16
.
9
8
.
6
5
.
3
2
1
d E
5
.
2
1
E
5
.
2
1
E
1
E
85
.
0
1
E
1
E
4

+

+
+

+

Avec :
5
4
3
5
.
3 E
1
E
1
E
1
E
3
+
+

8
7
6
8
.
6
1
1
1
3
E
E
E
E
+
+

16
15
10
9
16
.
9 E
1
E
1
E
1
E
1
E
8
+
+



+
+

8
.
6
5
.
3
2
1
d E
5
.
2
1
E
1
E
85
.
0
1
E
1
E
6
.
3

+
+

+

5
.
3
2
1
d E
1
E
85
.
0
1
E
1
E
2
.
3
+

+

En l’absence de valeurs en dessous de la couche 8, Ed est calculé avec :
En l’absence de valeurs en dessous de la couche 5, Ed est calculé avec :
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l'essai pressiométrique menard.ppt

  • 1. V Les essais in situ et le calcul des Fondations Superficielles Selon le DTU 13-12
  • 2. Les essais sont généralement effectués tous les mètres. 1) L’essai pressiométrique MENARD L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une sonde cylindrique. Cet essai peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non.
  • 6. Pour le calcul des fondations, l’essai pressiométrique permet d'obtenir : 1-1) Caractéristiques de l’essai pressiométrique La pression de fluage Pf La pression limite Pl, pour l’étude des fondations à la rupture Le module pressiométrique EM pour le calcul des tassements (ELS)
  • 7. 1-2) Les pressions limites nettes pl* contrainte horizontale totale avant l’essai pl* = pl – p0 p0 = K0.(svo - u) + u K0 : coeff. des terres au repos ( souvent 0,5) svo contrainte verticale totale au niveau de l’essai pression limite mesurée u: pression interstitielle svo p0 u u u
  • 8. 1-3) contrainte de rupture q’u q’u = kp.ple*.id + q’0 kp : coefficient de portance ple* = pression limite nette équivalente q’0 : contrainte verticale effective du sol au niveau de la base de la fondation id : coefficient lié à l’inclinaison d de la résultante
  • 10. ple* = pression limite nette équivalente pl* B D z 1,5B n * pl * ple n i i  
  • 13. qu = id . Kc . qce + q’0 id = idem essai pressiométrique kc = facteur de portance fonction des dimensions de la fondation et de la nature des sols (voir abaque) qce : résistance de pointe équivalente N.B. : dans le cas de charges excentrées on remplace B par B’ = B – 2e 2) L’essai au pénétromètre statique
  • 14. • Calculs de la résistance de pointe équivalente qce qcm : valeur moyenne des qc mesurées sur une profondeur de 1.5xB en dessous de la fondation qcc : résistances nettes déduites des qc mesurées en écrêtant les valeurs de qc supérieures à 1.3 fois qcm qce : valeur moyenne des qcc qcm 1.5xB qc qce qcc 1.3xqcm
  • 16. 3) Justification de la portance à l’ELU u ref q q ' 2 1 ' 
  • 17. 4) Évaluation des tassements Les combinaisons d’actions à considérer sont celles de l’état limite de service (ELS) Les règles ci-après ne s’appliquent que pour l’évaluation du tassement d’une fondation isolée : - à partir des essais de laboratoire (oedomètre) - à partir des essais pressiométriques
  • 18. 4-1 Evaluation à partir des essais de laboratoire ( voir module GEOT 1) • Paramètres mesurés en laboratoire (oedomètre) eo : indice des vides initial Cc : indice de compression s’pc : contrainte de consolidation Le tassement final est la somme de deux termes Si et Sc • Si = tassement initial généralement négligé • Sc = tassement de consolidation
  • 19. • Calcul du tassement Sc pc zi o i i i i ' ' log e 1 Cc z Sc Sc s s  +       • Calcul des contraintes Le sol sous la fondation est décomposée en couches d’épaisseur zi. zi s’zi Les contraintes s’zi engendrées par le poids des terres et la charge de la fondation sont calculées au milieu de chaque couche.
  • 20. 4-2 Evaluation à partir des essais pressiométriques Le tassement final Sf est la somme de deux termes Sc et Sd : • Sc : tassement de consolidation qui concerne le sol à proximité de la fondation jusqu’à la profondeur B/2 B/2 8B • Sd : tassement déviatorique qui concerne le sol de B/2 à 8B B Paramètres mesurés : Em module pressiométrique pl pression limite
  • 21.   B c - p E 9 Sc vo ELS 1    s     E1 : module pressiométrique de la couche 1 (de 0 à B/2) B : largeur de la fondation pELS : contrainte moyenne appliquée par la fondation au sol calculée à l’ELS svo : contrainte verticale totale au niveau du fond de fouille avant travaux c : coefficient de forme (voir tableau)  : coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (voir tableau) Remarque : si la fondation est dans l’eau, on ne prend pas en compte la poussée d’Archimède dans le calcul de pELS
  • 22.               s    B B . B - p E 9 2 Sd o d o vo ELS d Bo = 0.60 m d : coefficient de forme (voir tableau)  : voir tableaux Ed : module pressiométrique équivalent calculé jusqu’à la profondeur 8B (voir détails sur schéma)
  • 23. Coefficients de forme c et d L/B 1 cercle 1 carré 2 3 5 20 c 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 d 1.00 1.12 1.53 1.78 2.14 2.65 B : largeur de la fondation L : longueur de la fondation
  • 24. Type Tourbe Argile Limon Sable Sable Gravier  E/pl  E/pl  E/pl  E/pl  Surconsolidé très serré >16 1 >14 2/3 >12 1/2 >10 1/3 Normalement consolidé normalement serré 1 9-16 2/3 8-14 1/2 7-12 1/3 6-10 1/4 Sousconsolidé altéré remanié ou lâche 7-9 1/2 5-8 1/2 5-7 1/3 Coefficient rhéologique  Roche Type Très peu fracturé Normal Très fracturé Très altéré  2/3 1/2 1/3 2/3 E module pressiométrique pl pression limite
  • 25. E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E10 E9 E11 E12 E13 E16 E14 E15 0 B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B B Pour un sol hétérogène, on découpe le sol en couches successives d’épaisseur B/2 et numérotées de 1 à 16 Détermination de Ed 16 . 9 8 . 6 5 . 3 2 1 d E 5 . 2 1 E 5 . 2 1 E 1 E 85 . 0 1 E 1 E 4  +  + +  +  Avec : 5 4 3 5 . 3 E 1 E 1 E 1 E 3 + +  8 7 6 8 . 6 1 1 1 3 E E E E + +  16 15 10 9 16 . 9 E 1 E 1 E 1 E 1 E 8 + +    + + 
  • 26. 8 . 6 5 . 3 2 1 d E 5 . 2 1 E 1 E 85 . 0 1 E 1 E 6 . 3  + +  +  5 . 3 2 1 d E 1 E 85 . 0 1 E 1 E 2 . 3 +  +  En l’absence de valeurs en dessous de la couche 8, Ed est calculé avec : En l’absence de valeurs en dessous de la couche 5, Ed est calculé avec : Remarque :