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Traitement du sol par colonne ballastées

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par belkacem djebrou
SAAD dehleb blida algerie - ingenieur d(état en génie civil 2007
  

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II.1.1.Facteurs contrôlant le choix du type de fondation :

Les facteurs qui contrôlent le choix de type de fondations peuvent se résumés comme suit:

· La nature de l'ouvrage à fonder;

· La nature du terrain;

· Le coût.

II.1.2.Les types des fondations:

On peut citer trois grands types de fondations, fondations superficielles, semi-profondes et profondes.

II.1.2.1 .fondations superficielles :

1. Les semelles :

Ils sont utilisés lorsque la capacité portante du sol est suffisante. Ils ont l'avantage d'être rapide à exécuté, et d'avoir un coffrage simple. Elles sont largement utilisées dans la réalisation d'ouvrages qui produisent des faibles charges.

· semelles isolées :

Cette catégorie inclut aussi bien les semelles de forme carrées (B/L = 1) et circulaires de diamètre B, un exemple de semelle est représenté dans la figure « 1 ».

a*b

A*B

Fig.1. Semelle isolée

. Semelles continu ou filantes :

Ces semelles est caractérisées par une longueur L>>B. Elles sont représentées dans les figures « 2.a » et « 2.b ».

L

B

Fig.2.a. Semelle continue sous mur

L

B

Fig.2.b. Semelle continue sous poteaux

. Semelles en gradins :

Ce type des semelles et utilisé lorsque les fondations sont installées sur un terrain en pente en rabaissant la fondation successivement par paliers horizontaux, elles sont représentées dans la figure « 3 ».

TN

Fig.3. Semelle en gradins

2. les radiers:

Un radier est considéré comme une dalle unique qui transmet uniformément l'ensemble du chargement au sol.

Il existe quatre types de radiers :

1. Le radier dalle plate (le plus courant)

2. Le radier nervuré

3. Le radier champignon sous poteaux

4. Le radier voûte

La structure d'un radier général est représentée dans la figure « 4 ».

Fig.4. Fondation superficielle de type radier

II.1.2.2.fondations profondes :
· Les pieux :

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 (pieu foré de section allongée ou composite).

1. Le mode de fonctionnement des pieux : Selon leur fonctionnement on peut distinguer principalement trois modes :

- En frottement : si la langueur de pieu est importante ce frottement peut être suffisant pour dissiper la charge et maîtriser le tassement. Dans ce cas, n'est pas nécessaire d'enfoncer les pieux jusqu'au substratum. Ce type des pieux est dit pieux a friction.

- En pointe : on dit qu'un pieu travail en pointe s'il s'appui sur le roc ou sur une couche de sol très dense. Ce mode de fonctionnement est très coûteux quand le roc est très profond

- Mixtes : rassemble les deux modes cités précédents (en frottement, en pointe) ce mode est largement adopté lors de la réalisation des pieux.

2. Types de pieux

2.1. Pieux battus :

Les principaux types de pieux actuels entrant dans ce groupe sont les suivants. Pieu battu préfabriqué :

Ces pieux, préfabriqués en béton armé ou précontraint, sont fichés dans le sol par battage ou vibro-fonçage.

Pieu en métal battu :

Ces pieux, entièrement métalliques, constitués d'acier E 24-2 ou similaire avec addition éventuelle de cuivre (0,2 à 0,5 %), sont fichés dans le sol par battage. Leur section est en forme de H, anneau (tube) et de formes quelconques obtenues par soudage de palplanches par exemple (pal-pieux) :

Pieux en béton foncé :

Ces pieux sont constitués d'éléments cylindriques en béton armé, préfabriqués ou en métal de 0,50 à 2,50 m de longueur et de 30 à 60 cm de diamètre. Ces pieux sont foncés dans le sol à l'aide d'un vérin qui prend appui sous un massif de réaction.

Pieu battu pilonné :

Ce sont des pieux en béton, réalisées par battage. La mise en uvre de ces pieux est représentée dans la figure « 5 ».

Base élargie

Fut

TN

Bouchon de
béton ferme

Figure 5. Procédure : réalisation des pieux en béton à base élargie

Pieu tubulaire précontraint :

Ces pieux sont constitué d'éléments tubulaires en béton légèrement armé, assemblés par précontrainte, antérieurement au battage. Les éléments ont généralement 1,5 à 3 m de longueur et 0,70 à 0,90 m de diamètre intérieur. Leur épaisseur est voisine de 0,15 m. Des passages longitudinaux de 2 à 4 cm de diamètre sont ménagés pour permettre l'enfilage des câbles de précontrainte. La mise en uvre est normalement faite par battage avec base ouverte. Le lançage et le havage (benne, émulseur) peuvent être utilisés pour la traversée des terrains supérieurs, ce type est représenté dans la figure « 6 ».

TN

Pieu préfabriqué (BA ou BP)

Sections courantes

Sabot de battage optionnel

Figure 6. Pieu préfabriqué

Pieu vissé moulé :

Ce procédé, qui ne s'applique pas aux sols sableux sans cohésion situés sous la nappe en raison des éboulements importants qu'il risquerait de provoquer, consiste à faire pénétrer dans le sol, par rotation et fonçage, un outil en forme de double vis surmonté d'une colonne cannelée. Cet outil est percé dans l'axe de la colonne cannelée et muni d'un bouchon. Au sommet de la colonne est disposé un récipient rempli de béton. L'extraction de l'outil est obtenue en le tournant dans le sens inverse de celui de la pénétration.

2.2. Pieux forés : Pieu foré simple :

Mis en uvre à partir d'un forage exécuté dans le sol par des moyens mécaniques tels que (tarière, benne). Ce procédé, qui n'utilise pas le soutènement de parois, ne s'applique que dans les sols suffisamment cohérents et situés au-dessus des nappes phréatiques.

Pieu foré à la boue et barrette :

Mis en uvre à partir d'un forage exécuté dans le sol par des moyens mécaniques tels que (tarière, benne). Sous protection d'une boue de forage. Le forage est rempli de béton de grande ouvrabilité sous la boue en utilisant une colonne de bétonnage.

Pieu foré tubé :

Mis en uvre à partir d'un forage exécuté dans le sol par des moyens mécaniques tels que (tarière benne). Sous protection d'un tubage dont la base est toujours située au-dessous du fond de forage. Le tubage peut être enfoncé jusqu'à la profondeur finale par vibration, ou foncé avec louvoiement au fur et à mesure de l'avancement du forage. Le forage est rempli partiellement ou totalement d'un béton de grande ouvrabilité, puis le tubage est extrait sans que le pied du tubage puisse se trouver à moins de 1 m sous le niveau du béton, sauf au niveau de la cote d'arase, ce type de pieux représenté dans la figure « 7 ».

Chapitre II Etude bibliographique

Fonçage du caisson et excavation du sol

TN

Armature et bétonnage

TN

TN

Extraction du caisson

Figure 7. Procédure : réalisation d'un pieu foré

Les caractéristiques générales des pieux sont représentés dans le tableau suivant

Tableau -1- Caractéristiques générales des pieux :

Type des
pieux

Modes de
fonctionnement
habituel

Charge
de service

Longueurs Dimensions

courantes

Type de
sols

Bois

Surtout a friction

100 a 500
KN

6 a 15 m

20 a 400 mm
de diamètre

Sable, silt,
argile

Préfabriqué

 

Jusqu'à

Sans raccord

 

Tous sols

béton armé

A friction et en

700KN

15 m

200a 600 mm

(ce type doit

ou béton
précontraint

pointe

Jusqu'à

 

de diamètre

être muni
d'un sabot)

 
 

100KN

40m

 
 

Profils en H

A friction et en

 

12 a 21 m

200a 350 mm

 

acier

pointe

350 a
1800 KN

Sans
soudage

de largeur

Tous sols
(ce type doit
être muni
d'un sabot
dans les sols
denses)

Tubulaire

A friction et en

 
 
 
 

en acier

pointe, a

Jusqu'à

variable

Jusqu'à

Tous sols

 

emboîture

1800 KN

 

600 mm de
diamètre

(ce type doit être muni d'un sabot dans les sols

denses et
dans le roc)

Béton

En pointe

500 a

 
 

Sol

pilonné a
base élargie

 

1600 KN

3 a 18 m

300a 600 mm
de diamètre

pulvérulents
(<15% de
fines, sables
lâches

 

En pointe, a

Jusqu'à
18000 KN

 
 

Argiles
raides, roc

Foré

emboîture

(45000

Jusqu'à

Jusqu'à 3 m

et sols

 
 

selon le
supplément
du CNB)

100m

de diamètre

denses

-Etapes de conceptions des fondations superficielles :

La conception des fondations superficielles est représentée dans l'organigramme qui suit:

Exigences structurales et
fonctionnelles

Données topographiques,
géologiques et climatiques

Etude préliminaire de configuration et de coûts

Reconnaissance géotechnique in situ

Essai en laboratoire

Choix de type, de profondeur et de la
disposition des fondations

Vérifier si la capacité
portante a la rupture offre
un Fs=3

Choix des dimensions des semelles

Construction
Inspection de comportement du sol
et de substratum

Choix des méthodes de
construction (pompage, drainage)

Vérifier la stabilité aux forces
horizontale et le soulèvement

OK

Conception
conforme aux
prévisions

Calcul des charges appliquées

Vérifier si le tassement
total et différentiel est
excessif
(Sol cohérent FS=2)

Sol instable

Oui Non

n
o
n

Non

Modification
de la
conception

Oui

Fin des travaux 12

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