Fondation (construction)

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Travaux de terrassement au niveau des fondations en Inde.

Les fondations d'un ouvrage assurent la transmission et la répartition des charges (poids propre et surcharges climatiques et d'utilisation) de cet ouvrage sur le sol. Le mode de fondation sera établi suivant la capacité portante du sol. Soit le sol en place a des qualités suffisantes pour qu'on puisse y fonder l'ouvrage, soit ses qualités sont médiocres et il faut alors le renforcer.

Fondations d'un ouvrage

Carte de France déterminant la profondeur des fondations à une altitude de 150 m

On distingue les fondations superficielles des fondations profondes. Elles varient selon la qualité du sol où le bâtiment doit être implanté, ainsi que selon la nature et la taille du bâtiment. Il est fortement recommandé que ce sol soit de bonne portance et peu sujet au tassement.

L'ingénieur chargé de l'étude du type de fondation et du niveau d'assise d'un ouvrage est un géotechnicien.

Il est impératif de mettre les fondations hors-gel : cette profondeur varie en fonction de la région à laquelle appartient la construction ainsi que de son altitude. La carte ci-contre indique en mètres la profondeur à respecter pour atteindre un niveau hors-gel pour une altitude entre 0 et 150 m. Pour chaque 200 m supplémentaires, on ajoute 5 cm à la valeur lue.

Types de fondations

On distingue trois types de fondations :

On note « D » la hauteur d'encastrement, soit l'épaisseur minimale des terres qui se trouvent au dessus de la base de la fondation et « B » la largeur .

• Les fondations superficielle si la D < 1,5.B
• Les fondations semi-profondes si 1,5.B < D < 5.B
• Les fondations profondes si D > 5.B

Fondations superficielles

Fondation en semelle

Présentation

Les fondations superficielles sont mises en place en cas de sol de bonne portance. Elles sont soit isolées (ponctuelles) et on parlera de plots de fondations ou semelles isolées (par exemple sous un pilier/poteau), soit filantes (linéaires) et on parlera de semelles filantes sous un voile ou sous un mur. Elles reposent sur un sol choisi pour ses caractéristiques géomécaniques, appelé niveau d'assise, fond de coffre ou encore fond de fouille.

Mise en place de fondations superficielles

Différentes étapes sont nécessaires à la création de fondations superficielles^[1] :

• Les premières opérations devraient consister par un débrousaillement et un dégazonnement : tous les végétaux de surface (herbes, arbustes, arbres, racines) sont arrachés de la zone d'emprise des travaux et sont évacués hors des limites du chantier (en effet, ces matières végétales sont impropres aux opérations ultérieures de remblai).
• Le décapage en découverte : une couche superficielle, dite de « bonne terre » ou de « terre végétale », est retirée puis stockée sur le chantier . Le produit de cette opération de déblai pourra être utilisé, après achèvement des travaux, pour l'aménagement des abords de la construction.
• L'implantation : un piquetage de la zone à terrasser est réalisé, en général par le géomètre et/ou le chef de chantier.
• Le creusement des fouilles : dans le cas de semelles filantes, elles sont effectuées en rigole (moins de deux mètres de largeur sur moins d'un mètre de profondeur).
• Le coulage du béton de propreté, effectué sur une épaisseur de 5 à 10 cm environ : il a pour objectif l'isolation des armatures (afin d'éviter toute apparition de rouille). Il est faiblement dosé (en général, 150 kg de ciment pour un mètre cube).
• La mise en place des armatures.
• Le coulage de la semelle.

Lorsque la capacité portante du fond de coffre n'est pas homogène, la mise en œuvre d'un radier général sera une alternative économique aux fondations semi profondes et profondes.

Fondations semi-profondes

Fondation antisimique découplée par isolement bas^[2] : appui sur galets caoutchouc en tête de fondation, Municipal Office Building, ville de Glendale, CA

On a souvent recours également au système de puits et longrines préfabriquées.
Il peut être utilisé dans le cas d'un sol stable profond : des puits d'une profondeur suffisante pour se stabiliser sur la couche stable sont remplis de gros béton (environ 200 kg de ciment/m³). Des longrines sont posées sur les plots ainsi créés et permettent de supporter le poids des murs. Elles se rejoignent au niveau de nœuds (clavetages).

Fondations profondes

Les fondations profondes (par exemple les pieux, les micropieux, les parois moulées, les barrettes) sollicitent le sol par deux types d'action :

• Le premier est le frottement de la fondation sur le sol qui l'entoure, et qui offre ainsi une résistance à l'enfoncement.
• Le second est le terme de pointe qui correspond à l'appui vertical de la fondation sur un sol de qualité acceptable.

Elles sont généralement appliquées dans le cas d'un sol stable à une profondeur supérieure à 8 m.

Lorsque les ouvrages d'infrastructure se trouvent soumis aux composantes horizontales des pressions hydrostatiques, la réalisation d'un cuvelage sera parfois nécessaire pour garantir l'étanchéité à l'eau (principe inverse de la piscine).

Renforcement de sol

Technique qui consiste à améliorer les caractéristiques mécaniques d'un sol (notamment sa portance) lorsqu'il est peu favorable à la construction. D'une manière générale, cela consiste soit à inclure des éléments résistants dans le sol (par exemple : enrochement), afin de le « serrer » par compactage, soit y amalgamer un liant (par exemple de la chaux ou du ciment - voir aussi les techniques de chapes) ou encore à y injecter du coulis ou des résines. Il existe aussi des méthodes jouant sur l'expulsion de l'eau (consolidation).

Notes et références