COURS DE CONCEPTION ET DE CALCUL CALCU L DES FONDA FONDATION TIONS S -Fondations superficielles : - méthodes basées sur les essais i n
si tu -
FONDATIONS FONDA TIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQU PRESSIOMETRIQUE E Principe
de l’essai l’essai : :
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE Principe
de l’essai :
L’essai pressiomètrique consiste à effectuer, d’abord, un forage préalable destiné à recevoir la sonde pressiomètrique. On descend ensuite cette dernière au niveau désiré et on effectue l’essai proprement dit, qui consiste à gonfler les cellules par paliers égaux de Δt =1min en mesurant à chaque palier le volume injecté dans la cellule principale à 15s, 30s et 1min avant de passer au palier suivant.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE : Les
caractéristiques déduites de l’essai :
Le résultat de l’essai se traduit par une courbe pressiomètrique; trois caractéristiques du sol sont déduites :
Le module pressiomètrique Ep qui définit le comportement pseudo élastique du sol.
La pression de fluage Pf qui définit la limite entre le comportement pseudo élastique et la phase plastique.
La pression limite Pl qui définit la résistance du sol à la rupture.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE La
charge limite Ql
Pour une semelle isolée soumise à une charge verticale centrée, la charge limite est déterminée par l’expression :
Ql A p .qu Avec : A p : Section droite de la fondation. qu : la contrainte de rupture.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE La
contrainte de rupture :
La contrainte de rupture est donnée par la relation suivante :
qu K p . Pl e q0 *
Avec : q0 : la contrainte verticale totale des terres au niveau de la fondation Pl*e : la pression limite nette équivalente : Pl*e = Ple – P0 ple : pression limite équivalente du sol p0 : contrainte horizontale initiale du sol au repos au niveau de la fondation (contrainte totale) Kp : Facteur de portance, fonction de la nature de la formation concernée, de la profondeur d’encastrement relative De/B et du rapport B/L ou De est la hauteur d’encastrement équivalente définie plus tard.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE Le
facteur de portance Kp (fascicule 62-V) :
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE
La hauteur d’encastrement équivalente : De
La hauteur d’encastrement équivalent De est donnée par l’expression suivante :
De
1
D
Pl ( Z )dz Ple d
Avec : Ple : la pression limite équivalente sous la base de la fondation. Pl(z) : est obtenue en joignant par des segments de droite sur une échelle linéaire les différents Pl mesurés. d : est généralement pris égal à 0, sauf s’il existe des couches de très mauvaises caractéristiques en surface.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE
La pression limite équivalente : Ple a) Terrain homogène :
Lorsque le terrain sous la fondation est constitué, jusqu’à une profondeur d’au moins 1,5 B, d’un même sol ou de sols de caractéristiques comparables, on établit un profil linéaire schématique, représentatif de la tranche du sol [D;D+1,5B] de la forme Pl=az+b. La pression limite nette équivalente est prise égale à : 2 Ple Pl ( D B) 3 Ple˂1,5 minPl sur [D;D+1,5B] d’après le DTU 13.12.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE
La pression limite équivalente : Ple a) Terrain non homogène :
Le terrain est constitué sous la fondation, jusqu’à une profondeur d’au moins 1,5B, de sols de natures différentes et de résistances mécaniques différentes, mais de même ordre de grandeur.
Pour le calcul de Ple, après avoir éventuellement éliminé les valeurs singulières, on procède à une moyenne géométrique sur la tranche de sol [D;D+1,5B] :
Ple n Pl 1. Pl 2 ........ Pl n Ple˂1,5 minPl sur [D;D+1,5B] d’après le DTU 13.12.
FONDATIONS SUPERFICIELLES L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE La
contrainte admissible :
La contrainte admissible est donnée par la relation suivante :
qadm q0
K P . Pl * e 3
Avec : q0 : la contrainte verticale totale des terres au niveau de la fondation Pl*e : la pression limite nette équivalente : Kp : Facteur de portance, fonction de la nature de la formation concernée, de la profondeur d’encastrement relative De/B et du rapport B/L ou De est la hauteur d’encastrement équivalente définie plus tard.
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE Le
pénétromètre statique :
L’appareil est constitué d’un tube extérieur de Ø5 à 10cm à l’intérieur duquel peut coulisser une tige terminée par un cône. L’essai consiste à mesurer au moment de l’enfoncement du pénétromètre la charge sur la tige (détermine la résistance de pointe) et la charge sur le tube (détermine la valeur du frottement latéral)
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE La
charge limite Ql
Pour une semelle isolée soumise à une charge verticale centrée, la charge limite est déterminée par l’expression :
Ql A p .qu Avec : A p : Section droite de la fondation. qu : la contrainte de rupture.
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE La
contrainte de rupture :
La contrainte de rupture est donnée par la relation suivante :
qu K c .qce q0 Avec : q0 : la contrainte verticale effective des terres au niveau de la fondation qce : la résistance de pointe équivalente définie ci-après. Kc : Facteur de portance, fonction de la nature de la formation concernée, de la profondeur d’encastrement relative De/B et du rapport B/L ou De est la hauteur d’encastrement équivalente définie plus tard.
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE Le
facteur de portance Kc (fascicule 62-V) :
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE
La hauteur d’encastrement équivalente : De
La hauteur d’encastrement équivalent De est donnée par l’expression suivante :
De
1 qce
D
q
cc
( Z )dz
d
Avec : qce : la résistance de pointe équivalente. qcc(z) : est la résistance de pointe corrigée. d : est généralement pris égal à 0, sauf s’il existe des couches de très mauvaises caractéristiques en surface.
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE
La résistance de pointe équivalente : qce
C’est une résistance de pointe moyenne autour de la base de la fondation D 3a définie, à partir d’une courbe qcc(z) lissée par : 1 qce qcc ( z )dz b 3a Db
FONDATIONS SUPERFICIELLES LE PENETROMETRE STATIQUE La
contrainte de rupture :
La contrainte admissible est donnée par la relation suivante :
qadm q0
Kc.qce 3
Avec : q0 : la contrainte verticale totale des terres au niveau de la fondation qce : la résistance de pointe équivalente définie ci-après. Kc : Facteur de portance, fonction de la nature de la formation concernée, de la profondeur d’encastrement relative De/B et du rapport B/L ou De est la hauteur d’encastrement équivalente définie plus tard.
FONDATIONS SUPERFICIELLES COEFFICIENTS MINORATEURS
L’influence de l’inclinaison de la charge et la géométrie du sol de fondation :
Dans le cas ou la charge sollicitant une fondation superficielle est inclinée, ou lorsque cette fondation est implantée en crête de talus, on utilise un coefficient minorateur à affecter à la contrainte limite pour tenir compte de ces cas de figures :
qad m q0 i
K P . Pl * e 3
Ou
qad m q0 i
Kc.qce 3
FONDATIONS SUPERFICIELLES EVALUATION DES TASSEMENTS : METHODE PRESSIOMETRIQUE
Cas d’un sol homogène :
Dans le cas d’un sol homogène, le tassement final se fait à l’aide de la formule :
S f S c S d
Où :
S d
2 9 EM
(q v 0 )( d
B B0
) B0
S c
9 EM
(q v 0 ) c B
FONDATIONS SUPERFICIELLES EVALUATION DES TASSEMENTS : METHODE PRESSIOMETRIQUE
Cas d’un sol homogène :
Les valeurs des coefficients de forme sont données au tableau suivant :
Les valeurs du coefficient rhéologique sont données au tableau suivant :
FONDATIONS SUPERFICIELLES EVALUATION DES TASSEMENTS : METHODE PRESSIOMETRIQUE
Cas d’un sol hétérogène :
Dans le cas d’un sol hétérogène, le tassement final se fait à l’aide de la formule :
S f S c S d
Où : S d
2 9 Ed
(q v 0 )( d
B B0
) B0
S c
9 Ec
(q v 0 ) c B
