Soutenance mémoire
Les dimensionnements des fondations ont toujours été fait en considérant le cas le plus défavorable, en supposant que la contrainte admissible du sol est faible, de l’ordre de 1 bar pour le calcul des fondations superficielles et en cherchant toujours le bon sol (substratum) pour fonder les fondations semi profondes et profondes. Ceci est dû à la perte de temps considérable et à la complexité des calculs pour la détermination de la capacité portante du sol du fait des caractéristiques hétérogènes de ce dernier.
Or, face aux problèmes économiques qu’un pays en voie de développement comme Madagascar traverse actuellement et face à des flambées de prix des matériaux de construction, l’ingénieur doit mobiliser tous les moyens disponibles pour optimiser ses dimensionnements afin d’apporter sa part dans le développement.
LES RECONNAISSANCES DES SOLS DE FONDATIONS
Généralités
Pour assurer une sécurité et avoir des fondations de dimensions optimisées, qu’elles soient superficielles ou profondes, des reconnaissances géotechniques au préalable du sol support paraissent être indispensables. Toutefois ces reconnaissances dépendent de l’importance de l’ouvrage et de l’enveloppe budgétaire y afférentes. La reconnaissance des sols doit d’abord permettre de localiser les différentes couches de terrains et de préciser la stratification générale de la couche à étudier. Elle doit ensuite, donner des informations sur les caractéristiques physiques et mécaniques de chaque couche. Pour cela, deux techniques peuvent être utilisées :
✔Le prélèvement des échantillons en vue de leur analyse en laboratoire ;
✔Les essais in situ proprement dit.
L’élaboration d’un programme d’essai
Il est bien évident qu’un programme de reconnaissance de sols est fonction des caractéristiques de l’ouvrage à réaliser et de la nature géologique de la zone étudiée. Il est cependant, un principe essentiel à toujours respecter : il faut refuser de procéder par simple analogie et extrapolation des résultats obtenus sur un chantier voisin. L’hétérogénéité des sols est telle, en effet, que même dans une zone supposée bien connue et dite « homogène », des anomalies locales sont toujours à craindre. Il faut donc essayer de les déceler ou tout au moins de réduire le plus possible l’importance des zones où elles peuvent se présenter.
La dépendance coût et sécurité
Dans la détermination d’un programme d’essais, il faut tenir compte de l’importance des travaux à réaliser. Si ceux-ci sont d’un prix peu élevé, il est possible de ne prévoir qu’un petit nombre d’essais, mais on devra alors remédier au manque de données complètes en majorant d’une façon notable les coefficients de sécurité habituels, l’incidence sur le prix de revient des constructions sera faible. Par contre, lorsqu’on doit exécuter des ouvrages nécessitant des investissements élevés, le coût d’une reconnaissance, même très poussé, du sol est généralement minime en comparaison des économies auxquelles il peut conduire ou vis-à-vis des dépenses qu’entraînerait la ruine des ouvrages au cas où les hypothèses de calcul se révèlent fausses.
Le nombre et la profondeur de reconnaissance souhaitables
Le nombre
Les contraintes économiques ne permettent pas toujours d’exécuter un très grand nombre de sondages pour étudier un terrain. Il y a d’ailleurs lieu de distinguer les avant-projets et les projets définitifs. Dans le premier cas, les reconnaissances préliminaires sont réalisées pour obtenir une première idée de la zone à étudier et le programme de reconnaissance peut être léger. Sauf pour les terrains anormalement hétérogènes, une campagne de reconnaissance devrait comporter d’un sondage tous les 500 m2 environ, pour être à l’abri de surprise importante. Il ne faut jamais se contenter d’un sondage isolé afin de ne pas risquer de projeter toute la construction sur la base d’une anomalie très localisée, un nombre de trois parait un minimum. Il est d’usage dans la construction de Bâtiments de ne pas dépasser, entre les sondages, une distance de 15 m dans les deux directions perpendiculaires. Pour les très grands ouvrages (par exemple les barrages, etc.…), cette distance peut être portée à 30 ou 70 m. mais si l’on constate des divergences d’un sondage à l’autre, il est indispensable d’effectuer un nouveau sondage entre ceux-ci de manière à tenter de localiser les anomalies et d’apprécier la manière dont s’effectuent les variations enregistrées.
La profondeur
La profondeur des sondages doit être telle que toutes les couches qui peuvent être influencées par la mise en charge des terrains soient atteintes ou puissent être étudiées. Suivant la nature des terrains, on peut penser que la profondeur caractéristique, pour une fondation de largeur B, varie de B à 2.5*B. Si les caractéristiques du sol s’améliorent avec la profondeur, on choisira la valeur B ; si au contraire, les couches plus profondes sont moins résistantes que les couches de surface, la profondeur caractéristique s’établira plutôt vers 2*B ou même 3*B dans certains cas exceptionnels. En pratique, la profondeur de reconnaissance peut se résumer de la manière suivante :
✔ Pour des massifs de fondations isolées : le triple de la largeur des semelles avec un minimum de 6 m ;
✔ Pour un radier général ou pour un ensemble d’ouvrage dont les effets se superposent dans les couches profondes : une fois et demie la largeur de la construction.
Ces règles peuvent être résumées par les formules ci-dessous dans lesquelles B et L sont les dimensions des semelles (L > B), C la distance séparant leurs côtés les plus rapprochés et z la profondeur minimale des sondages de reconnaissance.
➤ z = 4.5*B si C < 2*B ;
➤ z = 3*B si 2*B < C < 4*B ;
➤ z = 1.5*B si C > 4*B.
La reconnaissance devra surtout être poussée si l’on a des doutes sur la qualité des couches sous-jacentes et lorsque les contraintes transmises au terrain sont élevées. Malgré la validité de toutes les règles pratiques énumérées ci-dessus, nous, dans notre programme, nous allons déterminer la profondeur de reconnaissance de façon à ce qu’à cette profondeur, la contrainte appliquée sera réduite à 0.5 bars (portance d’un sol argileux à l’état plastique).
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Table des matières
INTRODUCTION
GENERALITES SUR LES RECONNAISSANCES GEOTECHNIQUES ET LES FONDATIONS
ChapitreI : LES RECONNAISSANCES DES SOLS DE FONDATIONS
ChapitreII : LES ESSAIS DE RECONNAISSANCE IN SITU
ChapitreIII : LES CARACTERISTIQUES NECESSAIRES DES SOLS DE FONDATION
APERÇU GENERAL DES FONDATIONS
Fondation superficielle
ChapitreI : GENERALITES
ChapitreII : EVALUATION DE LA CONTRAINTE DE RUPTURE ET DE LA CAPACITE PORTANTE
EVALUATION DE LA PRESSION LIMITE EQUIVALENTE, DE LA RESISTANCE DE POINTE EQUIVALENTE ET DE LA HAUTEUR D’ENCASTREMENT EQUIVALENTE
EVALUATION DE LA CONTRAINTE DE RUPTURE SOUS UNE FONDATION SUPERFICIELLE SOUMISE A UNE CHARGE VERTICALE CENTREE
VERIFICATION DU POINÇONNEMENT ET EVALUATION DU TASSEMENT
Fondation profonde
ChapitreI : GENERALITES
DETERMINATION DE LA FORCE PORTANTE D’UN PIEU A PARTIR
DES RESULTATS DES ESSAIS EN LABORATOIRE
DETERMINATION DE LA FORCE PORTANTE D’UN PIEU A PARTIR
DES RESULTATS DES ESSAIS IN SITU
ChapitreI : ARMATURES ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES DES SEMELLES
ARMATURES ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES DES PIEUX
ChapitreI : L’OUTIL DE PROGRAMMATION « MATLAB »
APPLICATIONS LIEES AU PROGRAMME
ChapitreII : PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT DE CHAQUE SOUS- PROGRAMME
ChapitreIII : MANUEL D’UTILISATION DU PROGRAMME ET APPLICATIONS
Annexe 1 : CONTRAINTE DANS LE SOL
Annexe 2 : COMBINAISON D’ACTION ET SOLLICITATION DE CALCUL
Annexe 4 : CONCEPTION D’UNE FONDATION SUR PIEUX
Annexe 5 : DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES COURANTES DES PIEUX
Annexe 5 : RESULTATS DES ESSAIS PRESSIOMETRIQUES
Partie 1 : généralités sur les reconnaissances géotechniques et les fondations
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
