Bibliographie & annexes
Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 1993-1-2/NA (P22-312-1/NA) du 01/10/2007 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1993-1-2/NA/A1 de septembre 2021 : Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 1-2 : règles générales - Calcul du comportement au feu - Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-2:2005 - Règles générales - Calcul du comportement au feu
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2109 (Septembre 2021).
RÉSUMÉ
Cet article expose les méthodes géotechniques de dimensionnement des fondations profondes, notamment celles introduites dans la pratique française par l’approche aux états limites formalisée par l’Eurocode 7 sur le « Calcul géotechnique » et la norme française d’application pour les fondations profondes NF P 94-262. Cette norme a notamment modifié les règles de calcul de la capacité portante des fondations profondes, par rapport aux textes réglementaires précédents (Fascicule 62-Titre V du CCTG et DTU 13.2).
Après la description des divers types de fondations profondes et des rappels concernant les calculs aux états limites, cet article aborde les méthodes pressiométrique et pénétrométrique de calcul de la capacité portante et du comportement des pieux sous efforts transversaux.
Divers autres aspects sont également traités : évaluation du tassement des fondations profondes, prise en compte du frottement négatif et des poussées transversales et les effets de groupe.
Enfin, les justifications à mener selon la norme NF P 94-262 sont décrites.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
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Roger FRANK : Professeur honoraire - École nationale des ponts et chaussées
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Fahd CUIRA : Directeur scientifique - Terrasol (Groupe Setec)
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Sébastien BURLON : Directeur d’études - Terrasol (Groupe Setec) - Cet article est une mise à jour de la précédente édition publiée en 1995.
INTRODUCTION
Il existe deux grands modes de transmission des charges des constructions aux couches de sol sous-jacentes : par fondation superficielle et par fondation profonde. Le mot « fondation » est pris dans cet article au sens de l’élément de la construction (en béton armé ou acier, le plus généralement). Il peut, dans certaines conditions, signifier les couches de sol elles-mêmes (sur lesquelles ou au travers desquelles on entend précisément « fonder » la construction).
Les fondations superficielles sont, par définition, les fondations qui reposent sur le sol ou qui n’y sont que faiblement encastrées. Ce sont les semelles, radiers, etc. .
Lorsque les sols près de la surface n’ont pas les propriétés mécaniques suffisantes pour supporter les charges par l’intermédiaire de fondations superficielles, ou que sa résistance est trop faible, ou bien que les tassements prévus sont préjudiciables à la construction, on fait appel à des fondations profondes ou semi-profondes. Les fondations profondes (fondations sur pieux, essentiellement) sont celles qui permettent de reporter les charges dues à la construction qu’elles supportent sur des couches situées depuis la surface jusqu’à une profondeur variant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres. Dans le calcul de la capacité portante des pieux, il y a donc lieu de considérer, en plus de la résistance du sol sous la base, la résistance du sol sur les parois latérales, c’est-à-dire le frottement « axial » le long du fût des pieux.
Les barrettes sont des parois moulées porteuses qui, bien que de forme différente et faisant appel à une technique particulière, ont un mode d’exécution et un comportement généralement comparable à ceux des pieux forés.
Entre les deux extrêmes, fondations superficielles et fondations profondes, on distingue les fondations semi-profondes dont la base se trouve relativement près de la surface, mais pour lesquelles le frottement axial 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 constitue que des cas particuliers ; il faudra adapter, suivant les cas, les méthodes retenues pour les fondations superficielles ou pour les fondations profondes. On sera notamment guidé par le mode d’exécution ou de mise en œuvre, proche de celui d’une fondation superficielle ou de celui d’une fondation profonde.
Cet article expose les méthodes les plus courantes de calcul des fondations profondes, dont celles qui sont préconisées par la norme française d’application de l’Eurocode 7 (AFNOR, 2012). Pour certains compléments, concernant notamment les modèles numériques et les aspects d’interaction sol-structure, on pourra se reporter à la référence .
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MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 1989 par François BOURGES, Roger FRANK
- Version archivée 2 de mai 1995 par Roger FRANK
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Glossaire7. Conclusion
Le recours aux fondations profondes est devenu très fréquent, qu’il s’agisse de bâtiments ou d’ouvrages de génie civil, tels les ponts, les réservoirs, etc. Les charges à reprendre sont de plus en plus lourdes et, également, on accepte de construire sur des terrains médiocres ce qui aurait été rédhibitoire dans le passé. Les fondations superficielles ne permettent alors pas de répondre aux exigences en termes de portance et/ou de tassements.
À terre (« onshore ») le premier problème à résoudre est souvent celui de la capacité portante (verticale ou axiale) et c’est alors lui qui gouverne la conception générale du projet de fondation profonde (nombre de pieux, longueur et diamètre, type, etc.). Le long des côtes ou en mer (« offshore »), les efforts horizontaux (transversaux), tels ceux dus à la houle, dus à des sollicitations diverses, sont souvent dominants.
Dans de nombreux cas, il faut donc, en plus de la reprise des efforts verticaux, vérifier le comportement de la fondation sous sollicitations horizontales.
Une particularité des fondations profondes est qu’elles peuvent également être soumises à des actions dues au déplacement du sol. Ce déplacement génère des efforts « parasites », tels le frottement négatif, voire des efforts de poussée transversale.
L’ensemble de ces problèmes fait que l’on a souvent recours à des méthodes ou des calculs en déplacement (méthode « des fonctions de transfert de charge t-z », méthodes des modules de réaction p-y et, également, autres méthodes numériques telle la méthode des éléments finis).
Pour la justification complète d’un ouvrage, les méthodes d’interaction sol-structure se sont largement développées ces dernières années. En tenant compte des influences réciproques en termes de rigidités, elles permettent un dimensionnement global plus rationnel tant des fondations que des structures portées. Les méthodes d’interaction sol-structure sont précisément basées sur l’utilisation des courbes de transfert t-z ou p-y développées dans cet article, ou sur l’utilisation de la théorie des milieux continus (telle la méthode des éléments finis en élasticité avec non linéarités éventuelles).
Enfin, il faut savoir prendre en compte, dans...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FRANK (R.), CUIRA (F.), BURLON (S.) - Calcul des fondations superficielles et profondes. - Presses des Ponts, 199 p. (2018).
-
(2) - SOLCYP - Recommandations pour le dimensionnement des pieux sous chargements cycliques. - Projet national SOLCYP. Sous la direction de Alain Puech et Jacques Garnier, ISTE Éditions, London, 452 p. (2017).
-
(3) - BAGUELIN (F.), BURLON (S.), BUSTAMANTE (M.), FRANK (R.), GIANESELLI (L.), HABERT (J.), LEGRAND (S.) - Justification de la portance des pieux avec la norme « Fondations profondes » NF P 94-262 et le pressiomètre, - Comptes rendus Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG2012, Bordeaux, 4-6 juillet 2012, pp 577-584 (2012).
-
(4) - BURLON (S.), FRANK (R.), BAGUELIN (F.), HABERT (J.), LEGRAND (S.) - Model factor for the bearing capacity of piles from pressuremeter test results – Eurocode 7 approach, - Géotechnique 64, No. 7, 513-525 (2014).
-
(5) - LCPC - Nouvelle classification des sols proposée...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Essai statique de pieu isolé sous effort transversal. Norme française, octobre 1993, 18 p. - AFNOR NF P 94-151 - (1993)
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Essai statique de pieu isolé sous effort axial – Partie 2 : en traction, décembre 1999. Norme européenne NF EN 22477-2, à paraître. - AFNOR NF P 94-150-2 - (1999)
-
Eurocode : Bases du calcul des structures, mars. Annexe nationale : NF EN 1990/NA, décembre 2011. - AFNOR NF EN 1990 - (2003)
-
Eurocode 7 : calcul géotechnique – Partie 1 : règles générales, juin 2005. Annexe nationale : NF EN 1997-1/NA, septembre 2018. - AFNOR NF EN 1997-1 - (2005a)
-
Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments, octobre 2005, Amendement : NF EN 1992-1-1/A1, février 2015, Annexe nationale : NF EN 1992-1-1/NA, mars 2016. - AFNOR NF EN 1992-1-1 - (2005b)
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments, octobre 2005. Amendement (dont ajout Annexe C) : NF EN 1993-1-1/A1,...
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