Fondations superficielles (1)

                  Figure 1

Terminologie 
La fonction d'une fondation (Figure 1) est de transmettre au sol les charges qui résultent des actions appliquées sur la structure qu'elle supporte cela suppose donc que le concepteur connaisse :

- La capacité portante de la semelle de fondation, c’est à dire que le sol ne doit pas rompre, ni tasser de façon inconsidérée sous la semelle.

- Les actions amenées par la structure au niveau du sol de fondation, c'est-à-dire que la semelle doit résister aux actions auxquelles elle est soumise.

L : Longueur de la semelle ou plus grand côté d'une semelle.

B : Largeur de la semelle ou plus petit côté de la semelle.

D : Hauteur d'encastrement de la semelle. Hauteur minimum au-dessus du niveau de la fondation. Si un dallage ou une chaussée surmonte la fondation ceux-ci sont pris en considération dans la hauteur d'encastrement.

h : Ancrage de la semelle. Il correspond à la hauteur de pénétration de la semelle dans la couche porteuse. 

✦ semelle circulaire : B = 2 R ✦ semelle carrée : B = L ✦ semelle rectangulaire : B < L < 5 B ✦ semelle continue ou filante : L > 5 B

Pour les fondations superficielles, le rapport B/D  doit être inférieur à 1/6 comme l’illustre la Figure 2. Au-delà d'un rapport de 1/6, nous sommes dans le domaine des fondations profondes.

Textes réglementaires (Algérie)
D.T.R. - B.E.1.2 Règles d'exécution des travaux de terrassement pour le bâtiment (1991).
D.T.R. - B.E.1.31 Règles d'exécution des travaux de fondations superficielles (1991).
D.T.R. - B.C.2.33.1 Règles de calcul des fondations superficielles (1992).
D.T.R. - B.C.2.31 Dénomination provisoire des sols et des roches (1993).
D.T.R. - B.C.2.32 Méthodes de sondages et d'essais de sols (1992).
D.T.R. - B.E.2.31 Travaux de fondations profondes (1994).
D.T.R. - B.C.2.33.2 Méthodes de calcul des fondations profondes (1994).
D.T.R. - B.E.11 Travaux de sondages et d'essais de sol (1995).

Analyse qualitative de la rupture du sol sous une fondation superficielle
Des études sur des modèles réduits ont permis de définir 3 zones de sol dans lesquelles le comportement est différent en phase de rupture (figure 3).

Figure 3

- Zone I : Située directement sous la semelle, cette zone, formée d'un coin délimité par les points A, B, et C est fortement comprimée. Cette zone se déplace avec la semelle.

- Zone II : Le sol est refoulé vers la surface ; les déplacements et cisaillements sont très importants. Il s'y produit une rupture généralisée.

- Zone III : le sol est peu ou pas perturbé par la rupture.

Détermination de la contrainte ultime
La contrainte limite ultime, notée qu, est déterminée à partir des caractéristiques du sol sur lequel elle repose. Pour cela il est nécessaire de réaliser des essais dont les principaux sont :
- Essais en laboratoire.
- Essais pénétrométriques.
- Essais pressiométriques.

Charge admissible sur le sol de fondation
La charge admissible doit être la plus faible de celles qui résultent :
a) De la considération des tassements maximaux et des tassements différentiels compatibles avec le bon comportement des structures.
b) De la charge de poinçonnement du sol.
Si la charge admissible sur le sol n'est pas conditionnée par les phénomènes de tassement et ne résulte que de la considération de la charge de poinçonnement, on peut prendre comme valeur de la charge admissible, le quotient de la charge de rupture du sol par le coefficient de sécurité.
La valeur du coefficient de sécurité adoptée pour le calcul des fondations est définie par le maître de l'ouvrage (la valeur minimale à recommander est de 3).

Tassements admissibles 
Les tassements maximaux et les tassements différentiels doivent être réduits aux valeurs permettant de satisfaire aux conditions suivantes :
- L'ouvrage ne doit pas subir de désordres de structure nuisibles.- Les tassements ne doivent provoquer aucun désordre dans les ouvrages voisins, liés ou non à l'ouvrage intéressé.

- Ils ne doivent pas perturber le fonctionnement des services utilisateurs.

Charges à prendre en compte
Les charges à prendre en compte sont les charges maximales : verticales, horizontales ou inclinées, apportées par la construction telles qu'elles résultent des prescriptions :
- Des documents particuliers du marché.
- Du DTR BC 2.2 Charges permanentes et charges d'exploitation.
- Du D.T.R. B.C.2.48 Règles Parasismiques Algériennes R.P.A. 99  Version (2003).
- Du D.T.R. C 2. 47 Règlement neige et vent " R.N.V. 1999 ".

Fondations sur sols difficiles
Fouilles réalisées sur une grande profondeur dont le fond est situé dans une couche argileuse.
- Fondations reposant sur un sol gonflant.
- Terrain en pente dans les zones de faible sismicité et pour des constructions de faible importance (maisons individuelles).
- Fondations superficielles à proximité d'ouvrages sur pieux.
- Précautions concernant le gel (il est indiqué de descendre au moins à 0,50 m en pays tempéré, et d'aller parfois au-delà de 1 m en montagne).

Figure 4

Joints en fondation
a) Joint de rupture
Un joint de rupture doit être ménagé entre deux éléments d'ouvrages voisins dans les cas suivants :
- Différences importantes de charge et de tassement.
- Changement brusque de compressibilité du sol de fondation.
- Différence de comportement dynamique des éléments de superstructure.
b) Joint de dilatation
Pour un même système de fondation les joints de dilatation normalement prévus sont arrêtés au-dessus des semelles de fondation