Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Roger FRANK : Ingénieur civil des ponts et chaussées - Docteur-ingénieur, Docteur ès sciences physiques - Directeur du Centre d’enseignement et de recherche en mécanique des sols (CERMES, ENPC-LCPC) - Professeur à l’École nationale des ponts et chaussées
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Il existe deux grands modes de transmission des charges des constructions aux couches de sols sous-jacentes : par fondation superficielle et par fondation profonde. Le mot « fondation » est pris ici, et il en sera de même dans la suite de cet article, au sens de l’élément de la construction (en béton armé, le plus généralement). Il peut, dans certaines conditions, signifier les couches de sol elles-mêmes (sur lesquelles on entend précisément « fonder » la construction).
La fondation superficielle est, par définition, une fondation qui repose sur le sol ou qui n’y est que faiblement encastrée. Les charges qu’elle transmet ne sollicitent que les couches superficielles et peu profondes. Les fondations profondes (pieux et barrettes) reportent, elles, les charges tant dans les couches profondes que dans les couches superficielles qu’elles traversent.
Le mode de travail d’une fondation et son interaction avec le sol conduisent à introduire la notion de profondeur critique que l’on peut définir en première approximation comme le niveau au-dessous duquel, en sol homogène, la résistance sous la base de la fondation n’augmente plus. Les fondations superficielles ont leur base située au-dessus de cette profondeur critique : ce sont les semelles, radiers, etc. Les fondations profondes ont leur base située au-dessous de cette profondeur critique. Les fondations superficielles travaillent essentiellement grâce à la résistance du sol sous la base. Pour les fondations profondes (pieux, puits, barrettes, etc.), il y a également lieu de considérer la résistance du sol le long du fût, c’est-à-dire le frottement latéral (cf. chapitre spécialisé dans ce traité).
Entre les deux extrêmes, fondations superficielles et fondations profondes, on trouve les fondations semi-profondes dont la base se trouve au-dessus de la profondeur critique, mais pour lesquelles le frottement latéral ne peut être négligé : il s’agit des puits et pieux courts ou des barrettes de faible profondeur et de la plupart des caissons. Il n’y a pas de méthode de calcul propre à cette catégorie de fondations qui ne constituent que des cas particuliers ; i l faudra adapter, suivant les cas, les méthodes retenues pour les fondations superficielles ou pour les fondations profondes.
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- Version courante de févr. 2017 par Olivier BENOIT
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Tassement des fondations superficielles3. Capacité portante des fondations superficielles
Un certain nombre de règles de l’art doivent être respectées lorsque l’on construit une fondation superficielle, mais, contrairement aux autres fondations (pieux, caissons, etc.), la méthode précise de construction ou d’installation n’est pas un paramètre qui influe sur sa portance ou son tassement. Le seul paramètre qui influe sur les contraintes d’interaction avec le sol est sa rigidité et, notamment pour le calcul du tassement, on doit distinguer entre fondation souple et fondation rigide.
Deux types de méthodes de calcul de la capacité portante sont développées dans ce qui suit : les méthodes à partir des résultats des essais de laboratoire, c’est-à-dire à partir de la cohésion et de l’angle de frottement (méthodes classiques, dites méthodes « c-ϕ ») et les méthodes à partir des résultats des essais in situ, c’est-à-dire à partir de la pression limite
du pressiomètre Ménard ou à partir de la résistance de pointe qc du pénétromètre statique CPT.
Il existe bien d’autres méthodes de calcul à partir des résultats d’essais in situ. Citons la méthode à partir des résultats d’essais de pénétration au carottier (Standard Penetration Test : SPT) (voir, par exemple, les recommandations du Transportation Research Board (TRB), 1991).
La méthode à partir de SPT, comme celles à partir du pressio-mètre Ménard ou du CPT sont des méthodes empiriques directes (c’est-à-dire qu’elles relient directement, par corrélation, la portance de la fondation aux résultats de l’essai en place). Il existe également des méthodes indirectes qui proposent d’abord de déterminer les paramètres de résistance du sol à partir des résultats de l’essai, puis, ensuite, d’appliquer la méthode « c-j » 3.1. C’est le cas, par exemple, des méthodes basées sur les résultats d’essai au dilatomètre plat Marchetti DMT.
Dans certains cas, on peut envisager de baser l’estimation de la portance d’une fondation sur un essai de chargement...
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Capacité portante des fondations superficielles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AMAR (S.), BAGUELIN (F.) , CANÉPA (Y.) - Comportement de fondations superficielles sous différents cas de chargement. - Actes Coll. Int. Interactions Sols-Structures, Paris, 15-22. Presses de l’ENPC (1987).
-
(2) - AMAR (S.), BAGUELIN (F.), CANÉPA (Y.), FRANK (R.) - New design rules for the bearing capacity of shallow foundations based on Ménard pressuremeter tests. - Proceedings International Conference on Site Characterization, ISC 98, Atlanta, 19-22 avril (1998).
-
(3) - AMAR (S.), MORBOIS (A.) - Contribution au dimensionnement des fondations superficielles à l’aide du pénétromètre statique. - Bull. Labo. P. et Ch. (F), no 141, 37-43 (1986).
-
(4) - BAGUELIN (F.), JÉZÉQUEL (J.F.), SHIELDS (D.H.) - The pressuremeter and foundation engineering. - Trans Tech Publications, Clausthal, FRG (1978).
-
(5) - BOZOZUK (M.) - Bridge foundations move. - Transportation Research Record, 678, 17-21 (1978).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Eurocode 7 : calcul géotechnique. Partie 1 : règles générales. - XP ENV 1997-1 - 12-1996
-
DTU 13.11 - Fondations superficielles. - DTU 13.11 - 5-1988
-
DTU 13.12 - Règles pour le calcul des fondations superficielles. - DTU 13.12 - 5-1988
-
Sols : reconnaissance et essais – Essai pressométrique Ménard. - NF P94-110 - 7-1991
-
Sols : reconnaissance et essais. Essai pressométrique Ménard. Partie 1 : essai sans cycle. - NF P94-110-1 - 1-2000
-
Sols : reconnaissance et essais – Essai pressométrique Ménard. Partie 2 : essai avec cycle. - XP P94-110-2 - 12-1999
-
Sols : reconnaissance et essais – Essai de pénétration statique. - NF P94-113 - 10-1996
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