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Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.docVersion 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS LES FONDATIONS PROFONDES Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.docVersion 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS SOMMAIRE 01 DEFINITON - TERMINOLOGIE ............................................................................................................................. 3 02 PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT ................................................................................................................... 3 02.01 CAS D’UN PIEU ISOLE ............................................................................................................................................. 3 02.02 CAS DE GROUPES DE PIEUX :................................................................................................................................... 4 03 DETERMINATION DE LA CHARGE LIMITE D’UN PIEU ISOLE................................................................... 5 04 DIMENSIONNEMENT DES PIEUX ........................................................................................................................ 6 04.01 DIMENSIONNEMENT PAR LA METHODE PRESSIOMETRIQUE ..................................................................................... 6 04.01.01 Détermination de la contrainte limite de pointe qpu ..................................................................................... 6 04.01.02 Détermination du frottement latéral qs ........................................................................................................ 7 04 02 DETERMINATION DES CHARGES ADMISSIBLES SOUS DIFFERENTES SOLLICITATIONS ............................................... 7 05 CLASSIFICATION DES FONDATIONS PROFONDES ....................................................................................... 8 05.01 DIFFERENTES CATEGORIES DE PIEUX ...................................................................................................................... 8 05.02 MODES OPERATOIRES DE REALISATION DE QUELQUES PIEUX ................................................................................. 9 06 REALISATION DES PIEUX ................................................................................................................................... 11 06.01 PRINCIPES DE CONCEPTION .................................................................................................................................. 11 06.01.01 Cas des pieux isolés ................................................................................................................................... 11 06.01.02 Cas des groupes de pieux: ......................................................................................................................... 11 06.01.03 Cas des pieux soumis à des sollicitations non verticales en tête: .............................................................. 12 06.02 PRINCIPE DE DIMENSIONNEMENT ......................................................................................................................... 12 Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.doc Version 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS Page 3 sur 14 LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS 01 DEFINITON - TERMINOLOGIE 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. 2 0.5 1 3 1 3 4 5 2 6 fondations superficielles largeur de la semelle B (m) D hauteur d'encastrement (m) fondations profondes D’une manière générale, les fondations profondes sont souvent désignées par le terme de « pieu » Dans ce qui suit les notations sont conformes au fascicule 62 titre V. 02 PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT 02.01 Cas d’un pieu isolé Un pieu transmet au sol les charges qu’il supporte : - par l’appui de sa base sur le sol résistant (effort de pointe noté Qp) - par le frottement latéral entre le sol et le pieu (effort de frottement latéral noté Qs) L’effort de pointe est proportionnel à : - section de la base du pieu - à la résistance du substratum L’effort de frottement latéral est proportionnel à : - la surface de contact entre le pieu et le sol - au coefficient de frottement pieu-sol (rugosité du pieu, pression latérale, coefficient de frottement interne du sol) Le frottement latéral du pieu n’est mobilisable que s’il y a déplacement relatif entre le pieu et le sol. Si le pieu a tendance à s’enfoncer dans un sol stable, le frottement sol-pieu génère un effort vertical ascendant (frottement positif) Si au contraire, le pieu étant immobile, le sol à tendance à tasser, le frottement sol-pieu est négatif. Cela à pour conséquence de surcharger le pieu. Pour remédier à ce problème (couches compressibles, remblais récents non stabilisés), on chemisera le pieu par un tubage afin de diminuer l’effet du frottement négatif. Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.doc Version 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS Page 4 sur 14 LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS Attention, si le pieu travaille à l’arrachement, Qp = 0. Il est admis que le frottement latéral mobilisable est identique selon que le pieu travaille en compression ou en traction. 02.02 Cas de groupes de pieux : D’une part, lorsque les pieux sont suffisamment rapprochés, il ne suffit pas de vérifier la résistance d’un pieu isolé. En effet, il arrive que la charge limite d’un groupe de pieux Qgu soit inférieure à la somme des charges limites de chaque pieu isolé Qui. Le coefficient d’efficacité du groupe de pieu se définit comme suit : ∑ = ui gu e Q Q C D’autre part la diffusion de contraintes en profondeur sous un groupe de pieux est différente de celle sous un pieu isolé. Il Pieu flottant Substratum résistant Qs Substratum résistant Qs Qp Substratum résistant Frottement négatif Qp Couche compressible Chemisage du pieu Qp SOLUTION Q Couche compressible Bulbe de répartition des contraintes Pieu isolé la zone compressible n’est pas influencée par le pieu Q Q Q Q Q Q Groupement de pieux la zone compressible est influencée par l’effet radier du groupe de pieux Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.doc Version 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS Page 5 sur 14 LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS se produit un effet radier. Cela a pour conséquence de transmettre les contraintes en profondeur bien au delà de celles générées par un pieu isolé. 03 DETERMINATION DE LA CHARGE LIMITE D’UN PIEU ISOLE Considérons un pieu isolé soumis à une charge verticale. Le pieu traverse différentes couches de sol de qualité plus ou moins bonnes pour s’ancrer dans une couche de sol aux caractéristiques mécaniques favorables. Cette couche s’appelle couche d’ancrage ou substratum résistant. La charge limite du pieu Qu est obtenue en additionnant la charge limite de pointe Qpu qui correspond au poinçonnement du sol sous la base du pieu et la charge limite Qsu mobilisable par le frottement latéral entre le sol et le pieu. Qu = Qpu + Qsu La charge limite de pointe est donnée par : Qpu = ρp . A . qpu La charge limite de frottement est donnée par : Qsu = ρs . P . Σqsi . ei Avec : - ρp : coefficient réducteur de section de l’effort de pointe - ρs : coefficient réducteur de section de l’effort de frottement latéral - A : aire de la section droite - P : périmètre de la section du pieu - qpu : résistance limite de pointe - qsi : frottement latéral unitaire limite dans couche i - ei : épaisseur de la couche i - h : hauteur d’ancrage Nota : La détermination de A et de P ne pose pas de problème particulier pour les pieux à section pleine ou pour les pieux tubulaires fermés. Pour les autres sections, on se réfèrera au tableau ci-dessous : Les valeurs de ρp et ρs sont données dans le tableau ci-contre. Qsu Qpu D ei, qsi Qu h Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.doc Version 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS Page 6 sur 14 LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS 04 DIMENSIONNEMENT DES PIEUX Comme pour les fondations superficielles, 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. 04.01 Dimensionnement par la méthode pressiométrique 04.01.01 Détermination de la contrainte limite de pointe qpu Le fascicule 62 titre V définit une hauteur d’encastrement équivalente De selon la formule suivante : ∫ = D d * l * le e dz . (z) p p 1 D avec : - * le p : pression limite nette équivalente - ) ( * z pl : pression limite nette à la profondeur z - d : pris en général égal à 0 - D : hauteur d’encastrement réelle du pieu La valeur de la pression limite nette équivalente est donnée par la formule ∫ + − + = 3a D b D * l * le dz . (z) p 3a b 1 p Avec : a : 0.50m) ; 2 B ( max 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 : * p pu le p . k q = 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. Technologie C:\Documents and Settings\FREDERIC\Mes documents\TRAVAIL\TECHNOLOGIE\FONDATIONS PROFONDES\Fondations profondes.doc Version 2008 TECHNICIENS SUPERIEURS TRAVAUX PUBLICS Page 7 sur 14 LYCEE PIERRE CARAMINOT 19300 EGLETONS 04.01.02 Détermination du frottement latéral qs Selon le fascicule 62 titre V, les valeurs de qs = f(pl*) sont données par le tableau suivant Le choix de la courbe (Q1 à Q7) à considérer est donnée par le tableau suivant : 04 02 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 . Charge de fluage en compression Charge de fluage en traction Pieux forés Qc = 0.5 Qpu + 0.7 Qsu Qtc = 0.7 Qsu Pieux battus Qc = 0.7 Qpu + 0.7 Qsu Les valeurs des charges admissibles sont données dans le tableau ci-dessous : Etats limites Combinaisons Traction Qmin Compression Qmax E.L.U. Fondamentales 1.40 Q tu − 1.40 Q u Accidentelles 1.30 Q tu − 1.20 Q u E.L.S. Rares 1.40 Q tc − 1.10 Q c Quasi-permamentes 0(1) 1.40 Q c (1) D’après le fascicule 62, uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-fondations-profondes1-procedes-generaux-de-construction 1 .pdf