FT - Ouvrage d'art - Partie 2

PARTIE 2 : FONDATIONS

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les fondations d'un ouvrage assurent la transmission et la répartition des charges 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

Nature des charges : Par charge on entend les actions permanentes suivantes :

• Poids propre
• Poids des équipements fixes et amovibles (ballast)
• Poussées des terres
• Indirectes (précontrainte, retrait, fluage, déformations imposées, déplacements d’appui …

OUVRAGE D'ART

Fondations

etudes, donnes d'entrees et reconnaissance geotechnique

La reconnaissance géotechnique a pour objectifs de :

• Dimensionner les fondations
• Préciser les conditions d'exécution
• Aider à la conception de l'ouvrage
• Minimiser le coût de l'ouvrage

Indications de reconnaissances s'appuie principalement sur la norme EN 1997-2:

Plusieurs moyens sont mis en place pour la collecte des données sont divers :

• Enquête, collecte de données existantes : géologie, ouvrages voisins…
• Méthodes de reconnaissance globales : géophysique, cartes géologiques, photographies aériennes
• Sondages et essais : Coupe géologique Caractéristiques mécaniques du sol : résistance, déformabilité Hydrogéologie : nappes, perméabilités Autre : failles, cavités souterraines ( karsts, galeries, mines)

OUVRAGE D'ART

Fondations

etudes, donnes d'entrees et reconnaissance geotechnique

Données topographiques

Ces données sont présentées sur un plan côté (avec côte de référence) et qui traduit un relevé précis des points topographiques. Ce plan topographique, travaillé en général sur support informatique (tel que Autocad), est nécessaire pour la détermination d’un profil en long et d’un tracé en plan de l’ouvrage

Données geotechniques

Ces données Influent sur le choix des fondations et sur la conception de l’ouvrage (isostatique ou hyperstatique). Ces données sont généralement fournies d’après des sondages pressiométriques et carottiers (échantillons intacts, échantillons remaniés).

Données hydrauliques

OUVRAGE D'ART

Fondations

Types de fondations : On distingue trois grandes catégories de fondations selon la valeur du rapport de la profondeur d'assise (D) à la largeur de la fondation (B)

• Fondations superficielles (D/B < 1.5)
• Fondations semi – profondes (1.5 < D/B < 5 )
• Fondations profondes (D/B > 5 )

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les fondations superficielles des ponts sont en général des semelles filantes. Elles ne font que reposer sur le sol, ou s'y enfoncer très légèrement. Les efforts sont transmis directement sur les couches de surface Elles sont aussi surmontées d’une nervure à la base des piles. Elles peuvent être conçues sur du gros béton si les qualités des sols d’assises ne sont pas très bonnes.

Les fondations semi-profondes constituent la transition entre les fondations superficielles et les fondations profondes Ce type de fondation est envisagé lorsque le sol est de mauvaise qualité sur une faible épaisseur en surface.

Les fondations profondes peuvent être des pieux (réalisés mécaniquement), des barrettes (pieux forés de section allongée ou composite) ou des puits (creusés à la main). Il existe deux types de pieux :

• Pieu battu
• Pieu foré

OUVRAGE D'ART

Fondations

Fondations superficielles - types

• Les semelles filantes généralement de petite largeur (B) et grande longueur (L) avec L/B > 10 (mur de soutènement)
• Les semelles isolées dont les dimensions en plan de B et L sont de quelques mètres, semelles carrés rectangulaires et circulaires (poteaux, piles et culées)
• Les radiers ou dallages avec des dimensions B et L importantes (cadre, passage souterrain)

1- Excavation des fouilles et exécution du gros béton

2 - Ferraillage de la semelle et de sa nervure

3 - Coffrage et bétonnage

Le gros béton (généralement faiblement dosé) sert à améliorer la qualité de l’assise sous les semelles

Ferraillage d’une semelle exécutée sur un gros béton.

La semelle est coffrée et puis bétonnée. Un ferraillage en attente est prévu pour une liaison avec les appuis.

OUVRAGE D'ART

Fondations

• Fondations semi - profondes

Les fondations semi-profondes constituent la transition entre les fondations superficielles et les fondations profondes.Ce type de fondation est envisagé lorsque le sol est de mauvaise qualité sur une faible épaisseur en surface Elles sont principalement constituées par des puits et des massifs constitués de colonnes rondes ou rectangulaires en gros béton d’une profondeur variant de 2 à 10 m. Elles transmettent simplement les charges jusqu’au bon sol.

• Fondations profondes

Les fondations profondes sollicitent le sol par deux types d'action : * Le frottement de la fondation sur le sol qui l'entoure, et qui offre ainsi une résistance à l'enfoncement * Le terme de pointe qui correspond à l'appui vertical de la fondation sur un sol de qualité acceptable On distingue : * Les pieux ( Pieu battu, Pieu foré) * Les micropieux * Les parois moulées et barrettes

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Battu vs Pieu forcé

Ils sont classés en fonction de leur mode d’exécution. On distingue :

• Les pieux battus, battus moulés, foncés : Ce sont les pieux mis en place par refoulement du sol : compression du sol à la mise en œuvre du pieu.

• Les pieux forés, forés tubés : Ce sont les pieux mis en place par extraction du sol : décompression du sol à la mise en œuvre du pieu.

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Battu

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Foré

Les étapes d’exécution des pieux forés commencent principalement par l’enfoncement des gaines métalliques, à travers un vibrofonçage, servant comme coffrage perdu ou récupérable, ensuite le forage (par tarrière ou/et par bucket), introduction des cages d’armatures, bétonnage et recépage.

Etapes d'exécution des pieux forés

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Foré - Outils

Bucket

Tarière

Trépan

Barrettes

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Foré

Vibrofoncage des gaines

Excavation du sol à la tarière

Préparation du ferraillage des cages d'armatures

Introduction des cages d'armatures dans le trou des pieux

OUVRAGE D'ART

Fondations

Les pieux - Pieu Foré

Coulage du béton

Fin du bétonnage

Opération de recépage des pieux forés

Exécution de la semelle de laision des pieux

OUVRAGE D'ART

Fondations

Cas particuliers - Fondation superficielle en site aquatique - Batardeaux rectangulaire

OUVRAGE D'ART

Fondations

Cas particuliers - Fondation superficielle en site aquatique - Batardeaux rectangulaire

Méthode d'asséchement des batardeaux