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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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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9. Soulèvement hydraulique des fondations superficielles
Les fondations superficielles peuvent être soumises dans certains cas à des problématiques de rupture de terrain ayant une origine hydraulique.
Les modes de rupture les plus courants dus à des phénomènes hydrauliques sont :
le soulèvement hydraulique global dû à la poussée d’Archimède : ce phénomène se produit lorsque la pression de l’eau sous une structure ou une épaisseur de terrain de faible perméabilité devient supérieure à la contrainte verticale moyenne ;
le soulèvement hydraulique dû à l’annulation des contraintes effectives verticales : ce phénomène se produit lorsque des forces d’écoulement dirigées vers le haut s’opposent au poids du sol réduisant à zéro la contrainte effective verticale. Les particules sont alors entraînées vers le haut et la rupture se fait par bouillonnement ;
l’érosion interne lorsque l’eau entraîne des particules de sols à l’intérieur d’une couche ou à l’interface avec la structure. Cette érosion peut évoluer vers une érosion régressive et entraîner l’effondrement de la structure du sol et la rupture de l’ouvrage.
Pour les fondations superficielles, le cas le plus courant est le soulèvement hydraulique par la poussée d’Archimède. La justification est basée sur la vérification de l’inégalité suivante :
( 45 )
avec :
Gdst,d
:
valeur de calcul des actions déstabilisatrices permanentes (par exemple : pression d’eau permanente, forces permanentes dirigées vers le haut,…) ;
Qdst,d
:
valeur de calcul des...
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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.
Bibliographie & annexes
English
Conditions de site et dispositions constructives
