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RÉSUMÉ
Les fondations superficielles permettent la transmission des efforts induits par un ouvrage au sol, qu’il soit sol meuble ou roche. Ce type de fondation a la particularité de solliciter les couches de sols les plus superficielles qui sont par définition des zones soumises aux actions naturelles et anthropiques pouvant modifier les caractéristiques des matériaux. Le dimensionnement d’une fondation superficielle prend en compte ses caractéristiques intrinsèques que sont ses dimensions (longueur, largeur), son matériau constitutif (béton armé, sol pour les ouvrages en terre), mais aussi l’assise sur laquelle elle est réalisée au travers de son encastrement (profondeur de la base de la fondation par rapport à la surface) et des modes de transmissions des efforts (essentiellement par la base).
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Olivier BENOIT : Responsable Métier Géotechnique - Docteur UJF - Ingénieur ISTGWSP France
INTRODUCTION
Les fondations permettent la transmission des efforts de la construction au sol par l’ensemble de ses éléments géométriques (base et faces latérales). Suivant le type de fondations, l’influence de ces éléments est plus ou moins prépondérante.
Une des caractéristiques des fondations permettant de les classer en famille est leur encastrement défini comme la profondeur entre la base de la fondation et la surface du sol.
Les fondations superficielles se caractérisent par un encastrement faible par rapport à ses dimensions, ce qui induit des modes de transmission des efforts au sol favorisant la base plutôt que les éléments latéraux.
Les vérifications à réaliser dans le cadre d’un dimensionnement de fondations superficielles sont de plusieurs natures et découlent de l’analyse des différentes interactions entre le sol et l’ouvrage.
La vérification de la portance du sol est la plus intuitive. Elle permet de s’assurer que le sol est capable de supporter les charges de l’ouvrage. Cependant le torseur d’effort induit par la structure ou les éléments extérieurs n’est pas obligatoirement vertical. La vérification au glissement entre la base de la fondation et le sol peut donc être essentielle dans certains cas.
Ces efforts induisent des déformations du sol qu’il faut également appréhender. Là aussi, les déformations les plus intuitives (et les plus communes) sont les tassements, c’est-à-dire les déformations verticales du sol sous-jacent.
Il faut également s’assurer que les matériaux composant les fondations aient la résistance nécessaire aux efforts qu’elles reprennent.
Enfin, il faut vérifier que les fondations soient stables dans leur environnement général, cas particulièrement important lorsque la construction se situe dans des zones sensibles du type terrain en pente, bord de talus,…
Bien que l’ensemble de ces vérifications doivent être effectuées pour chaque fondation, leur importance doit être appréhendée et hiérarchisée par l’ingénieur géotechnicien qui décidera ensuite de ce qui relève du dimensionnement par le calcul.
Cet article a pour objectif de donner les clés pour réaliser ces vérifications en faisant un point sur les approches utilisées et les façons de les intégrer dans le cadre de la normalisation que sont les Eurocodes 7 et 8 et leurs normes d’application.
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- Version archivée 1 de nov. 1998 par Roger FRANK
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Excentrement du chargement des fondations superficielles
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2. Actions, combinaisons, situations, états limites
Les méthodes de justification des fondations superficielles basées sur l’Eurocode 7 et ses normes d’application sont des méthodes semi-probabilistes avec une sécurité obtenue au travers de coefficients partiels.
Cette méthode est basée sur l’identification d’états limites caractérisés par une combinaison spécifique d’actions dans une situation particulière. Ces actions spécifiques sont de plusieurs natures (tableau 2).
Les états limites sont représentés par des combinaisons de valeurs caractéristiques de ces actions pondérées par des coefficients ψ prenant en compte l’occurrence d’apparition de chacune d’elle. Chaque combinaison prend en compte la probabilité d’occurrence et la concomitance des actions variables suivant les situations.
Les situations possibles en cours de construction ou d’exploitation sont multiples :
-
les situations durables ;
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les situations transitoires ;
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les situations accidentelles ;
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les situations sismiques.
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Les États limites ultimes (ELU) sont les états limites associés à la ruine, l’instabilité ou toute forme de rupture de l’ouvrage qui peuvent mettre en danger la sécurité des personnes. Les combinaisons associées aux ELU sont :
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les combinaisons fondamentales en situations durables et transitoires ;
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les combinaisons accidentelles ;
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les combinaisons sismiques.
-
-
Les États limites de service (ELS) sont les états au-delà desquels des critères de service précis de l’ouvrage ne sont plus satisfaits. Les combinaisons associées aux ELS sont :
-
les combinaisons caractéristiques(combinaisons subies par l’ouvrage au moins une fois dans sadurée de vie) ;
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les combinaisons fréquentes (combinaisons subies par l’ouvrage avec une fréquence non négligeable) ;
-
les combinaisons quasi-permanentes (combinaisons subies par l’ouvrage pendant la grande majorité de sa durée de vie).
-
Les formulations des combinaisons, les valeurs des coefficients ψ sont données dans les différents Eurocodes, notamment les Eurocodes 0, 1 et 7.
L’ensemble des vérifications...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CEREMA - Guide méthodologique Eurocode 7 – Application aux fondations superficielles (NF P 94-261). - Collection référence Cerema (2015).
-
(2) - Comité Français des Barrages et Réservoirs (CFBR) - * - . – Recommandations pour la justification de la stabilité des barrages et des digues en remblais (2015).
-
(3) - Comité Français des Grands Barrages - Petits barrages – Recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi. - Cemagref Editions (1997).
-
(4) - DAVIDOVICI (V.), LAMBERT (S.) - Eurocode 8 – Fondations et procédés d’amélioration de sol – Guide d’application. - Édition Afnor et édition Eyrolles (2013).
-
(5) - FRANK (R.) - Calcul des fondations superficielles et profondes. - Techniques de l’Ingénieur / Presses des Ponts (2003).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
AFNOR Eurocode 7 : Calcul géotechnique – Partie 1 : Règles générales. - NF EN 1997-1 - juin 2005
-
AFNOR Eurocode 7 : Calcul géotechnique – Partie 2 : Reconnaissances des terrains et essais. - NF EN 1997-2 - septembre 2007
-
AFNOR Justification des ouvrages géotechniques – Norme d’application nationale de l’Eurocode 7 – Fondations superficielles. - NF P 94-261 - juin 2013
-
AFNOR Justification des ouvrages géotechniques – Norme d’application nationale de l’Eurocode 7 – Ouvrages de soutènements – Murs. - NF P 94-281 - avril 2014
-
AFNOR Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes – Partie 1 : Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments. - NF EN 1998-1 - septembre 2005
-
AFNOR Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes – Partie 2 : Ponts. - NF EN 1998-1 - décembre 2006
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ANNEXES
Décret n° 2010-1254 du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique NOR : DEVP0910497D.
Décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français NOR : DEVP0823374D.
Arrêté du 22 octobre 2010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal » NOR : DEVP1015475A.
Arrêté du 24 janvier 2011 fixant les règles parasismiques applicables à certaines installations classées NOR : DEVP1102251A.
Arrêté du 19 juillet 2011 modifiant l’arrêté du 22 octobre 2010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal » NOR : DEVL1115254A.
Arrêté du 26 octobre 2011 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux ponts de la classe dite « à risque normal » NOR : DEVP1125429A.
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CFBR – Comité français des barrages et réservoirs
-
CFBG – Comité français des grands barrages
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