La fondation sur pieux et bandes est une option fiable pour créer une fondation solide pour tout type de bâtiment, en particulier dans les régions où les conditions de sol sont difficiles. Ce type de fondation combine la répartition uniforme de la charge offerte par les fondations en bandes avec la stabilité des fondations sur pieux. Dans le domaine de la construction, ce type de fondation est souvent utilisé pour soutenir des bâtiments sur des sols inégalement portants.
Pour calculer une fondation par pieux et bandes, il faut s'assurer que les bandes répartissent uniformément la charge de la structure et comprendre comment les pieux et le sol interagissent. Afin d'éviter les problèmes de tassement et de garantir l'intégrité structurelle du bâtiment dans le temps, ce processus de calcul est essentiel.
La capacité portante du sol, la profondeur et l'espacement des pieux, ainsi que la taille et l'armature des bandes de béton sont des variables importantes dans le calcul. Pour calculer ces paramètres, les ingénieurs utilisent des formules précises qui prennent en compte différents facteurs comme le poids du bâtiment, la compressibilité du sol et des facteurs environnementaux comme le niveau de la nappe phréatique.
Une étude approfondie du site est la première étape du processus de conception, qui vise à évaluer les propriétés du sol et à identifier le meilleur type de fondation. Le comportement de la fondation sous différents scénarios de charge est ensuite prédit par les ingénieurs à l'aide de formules et de modèles mathématiques, ce qui permet de s'assurer que la structure est conforme aux codes du bâtiment et aux exigences de sécurité.
Données initiales
Des études géologiques du site doivent être effectuées avant de planifier tout type de fondation.
Les détails nécessaires pour déterminer les paramètres de la fondation sont les suivants :
- type de sol ;
- les propriétés physiques et mécaniques du sol ;
- la présence dans le sol de couches sujettes à la poussée, de poches d'altération ;
- la profondeur du gel saisonnier ;
- niveau de la nappe phréatique ;
- possibilité d'érosion des couches proches de la fondation, etc.d.
Les résultats de l'étude permettront d'évaluer la capacité portante du site et, par conséquent, de déterminer la quantité d'éléments porteurs et la surface d'appui de la fondation.
Les charges totales engendrées par la pression de la structure de conception sur le sol ont également un impact sur les valeurs des paramètres. En outre, le poids de la charge utile et de la charge de neige est pris en compte, ainsi que les murs, les plafonds et les toits.
La documentation réglementaire relative à la construction de fondations par pieux et grillage précise les exigences relatives à la réalisation des calculs :
- SP 63.13330.2018 ;
- SNiP 3.03.01-87 ;
- SNiP 2.02.03-85.
Combien de pieux sont nécessaires??
La position de la couche portante solide dans le sol et la ligne de gel saisonnier du sol sont utilisées pour calculer la profondeur des pieux. La formule suivante permet de déterminer la valeur du courant de gel du sol s'il est inférieur à 2.5 m sous la surface :
- M_t – somme des températures négatives mensuelles moyennes pour tout l'hiver ;
- d_0 – coefficient tenant compte de la nature du sol du site.
| le type de sol | Signification |
| Argile, loam | 0.23 |
| Terreau sableux, sable fin et limoneux | 0.28 |
| Sable graveleux, moyen et grossier | 0.30 |
| Roches grossières | 0.34 |
Le pieu est enterré à 30 cm au-dessous du point de congélation pour éviter que les forces de soulèvement dues au gel n'affectent la fondation.
Le grillage en bandes peut être enterré, suspendu au-dessus de l'espace ou posé sur le sol.
Dans ce dernier cas, la hauteur du pieu est déterminée par les éléments suivants :
- la quantité de précipitations ;
- niveau de la neige ;
- des profondeurs des sources souterraines ;
- probabilité d'inondation ;
- température ambiante.
Si la structure est destinée à être construite sur un sol dense, la hauteur minimale de la base est de 20 cm. Si ce n'est pas le cas, il faut choisir une hauteur comprise entre 35 et 45 cm tout en évaluant la capacité de charge de la structure porteuse par rapport aux déformations potentielles.
Pour ce faire, il faut utiliser la formule suivante pour déterminer la quantité de déformation F :
- a est un coefficient qui dépend de la qualité du béton (choisi entre 1 et 0).8 en fonction de la gravité et de la granularité) ;
- Rbt – classe de résistance du béton ;
- u – périmètre de la structure porteuse ;
- h – hauteur du pieu.
La hauteur des éléments de soutien est choisie de manière appropriée si le résultat est plus élevé que les charges de conception sur la terre. Si ce n'est pas le cas, vous devez réévaluer la valeur du paramètre.
SNiP 2.02.Le document 03-85 décrit le calcul de la déformation d'une fondation par pieux et vis pour le poinçonnement.
Dans une telle base, le pas typique entre les appuis est de 1 cm.5 et 2.5 mètres. Lorsque les charges de conception sont prédominantes, les éléments porteurs se trouvent sous les points d'intersection des murs porteurs et aux angles de la structure.
En fonction du poids total de la structure et de la capacité portante d'un pieu, on calcule le nombre d'appuis. Si nécessaire, la charge admissible de la fondation peut être augmentée en réduisant la distance entre les éléments porteurs.
Pour assurer la stabilité et la durabilité d'un bâtiment, il est essentiel de savoir comment calculer une fondation sur pieux. Les subtilités de ce type de fondation sont examinées dans cet article, qui fournit des indications utiles sur les calculs importants et les facteurs à prendre en compte. Il vise à fournir aux constructeurs et aux rénovateurs les connaissances fondamentales nécessaires pour mettre en œuvre en toute confiance des fondations sur pilotis dans les projets de construction, en démystifiant le processus de calcul en termes simples.
Comment calculer la quantité de ruban?
La largeur du ruban doit être choisie dans une fourchette de 40 à 60 cm pour la construction de maisons en briques et en parpaings. Etant donné que 10 cm sont réservés à l'immersion du pieu dans la bande, la hauteur du grillage ne doit pas être inférieure à 45 cm.
Les calculs d'ingénierie sont utilisés pour calculer la stabilité de la structure aux différentes déformations qui peuvent survenir pendant l'installation et l'exploitation afin de déterminer les paramètres du grillage. Par conséquent, la détermination de la grille conformément aux directives données dans le SNiP est une tâche laborieuse et méticuleuse qu'il vaut mieux confier à des experts.
Une formule simplifiée peut être appliquée à la construction de logements privés :
- B – la largeur minimale possible du grillage (supérieure de 20 cm à l'épaisseur des appuis et ne pouvant être inférieure à la largeur des murs porteurs) ;
- M – charges totales de la structure de conception (sans le poids de la fondation) ;
- L – périmètre de la grille ;
- R– charge admissible du sol à la surface.
Calcul du tirant d'air
Il est nécessaire de comparer la contrainte sous la semelle (p) avec la charge admissible du sol (R) avant de déterminer le tirant d'air. Si l'exigence est satisfaite, vous pouvez calculer le tassement en utilisant la méthode de sommation couche par couche et le modèle linéaire.
Déterminer les ordonnées des diagrammes de pression naturelle pour la couche supérieure du sol :
- γ_n est un coefficient dépendant du type de sol ;
- h_n- hauteur de la couche ;
- n – numéro de série de la couche.
| Valeur du coefficient pour différents types de sol, kN/m 3 | |
| remblai compacté | 17 |
| Limon sableux tassé | 21 |
| Sable moyen | 18.9 |
| Sol sursaturé en humidité | 10.25 |
| Limon plastique serré | 19.1 |
L'étape suivante consiste à trouver la valeur du paramètre pour chaque couche et à l'ajouter à la formule fondamentale Q_(n-1).
Le tassement stabilisé est calculé à l'aide de la formule suivante :
- β – coefficient accepté sur la base des conditions spécifiées selon la documentation réglementaire ;
- E – module de déformation du sol (déterminé sur la base des résultats de l'enquête).
De plus amples informations sur les calculs sont disponibles dans les lignes directrices pour la conception des fondations des bâtiments civils, qui peuvent être téléchargées à partir du lien, et dans le document SP 24.13330.2011.
Calcul à l'aide de programmes
Il ressort clairement de ce qui précède que l'exécution de calculs par soi-même est un véritable défi.
En réalité, vous pouvez utiliser les ressources de l'internet :
| Facteurs | Description du sol |
| Type de sol | Déterminer les caractéristiques du sol, y compris la capacité portante et les taux de tassement. |
| Calcul des charges | Calculer les charges de la structure pour déterminer la capacité requise de la fondation. |
| Espacement des pieux | Décider de la distance entre les pieux en fonction de la répartition des charges et des conditions du sol. |
| Profondeur de la fondation | Calculer la profondeur requise pour les fondations sur pieux et sur bandes en fonction de la stabilité du sol et des exigences de charge. |
| Facteurs de conception | Tenir compte de facteurs tels que les marges de sécurité, les conditions environnementales et les codes de construction dans le processus de conception. |
Pour garantir la stabilité et la durabilité de toute structure, il est essentiel de comprendre les subtilités du calcul d'une fondation sur pieux et bandes. Les ingénieurs peuvent déterminer la meilleure conception pour ce type de fondation en prenant soigneusement en compte des variables telles que le type de sol, les charges du bâtiment et les conditions environnementales.
La détermination de la capacité portante du sol est une étape cruciale de ce processus de calcul. Pour déterminer le poids que le sol peut supporter, il faut analyser des échantillons de sol et appliquer des formules empiriques ou des principes d'ingénierie géotechnique. En mesurant précisément cette capacité, les ingénieurs peuvent choisir les bonnes dimensions de pieux et de bandes pour répartir uniformément le poids du bâtiment.
La prise en compte du tassement et le maintien de la cohérence de l'ensemble de la fondation sont d'autres facteurs cruciaux. Le tassement différentiel, dans lequel certaines zones de la structure s'enfoncent plus que d'autres, peut être causé par des variations dans la composition du sol. Les ingénieurs s'efforcent de réduire ces risques autant que possible grâce à une planification minutieuse et à des calculs précis, ce qui améliore la stabilité et la sécurité du bâtiment.
En outre, les codes de construction locaux et les exigences de sécurité sont souvent pris en compte dans les formules utilisées pour calculer les fondations par pieux et bandes. Ces règles permettent de s'assurer que les bâtiments respectent les lignes directrices de la loi en matière de pratiques de construction, en plus de répondre aux exigences structurelles.
En résumé, la compréhension du calcul des fondations par pieux et bandes nécessite une combinaison de connaissances théoriques et d'expérience du monde réel. Les ingénieurs sont en mesure de concevoir des fondations qui apporteront aux bâtiments un soutien solide et une grande longévité pendant toute la durée de vie prévue, en utilisant des formules exactes et en tenant compte d'une variété de facteurs spécifiques au site.
