FONDATIONS SUPERFICIELLES

1. ENTPE � MDS 2 1 FONDATIONS SUPERFICIELLES St�phan BERNHARD LRPC de LYON

2. 2 ENTPE - MDS 2 Sommaire Essais de m�canique des sols in situ Essai pressiom�trique Essai au p�n�trom�tre statique Essai au p�n�trom�tre dynamique Portance des fondations superficielles M�thode ��c-f�� M�thode pressiom�trique M�thode p�n�trom�trique Justification des fondations superficielles Capacit� portante Stabilit� au glissement Stabilit� au renversement Stabilit� d�ensemble Exercice d�application

3. 3 ENTPE - MDS 2 1. Essais in situ

4. 4 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (1) Principe : introduction dans un forage pr�alablement �tabli d�une sonde cylindrique dilatation de la sonde par pression mesure de la d�formation volumique de la sonde.

5. 5 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (2) R�alisation de paliers de chargement de pression => enregistrement du volume de la sonde � l�aide du contr�leur pression-volume CPV

6. 6 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (3) Dans une certaine plage de pression, le sol a un comportement �lastique : => enregistrement du volume de la sonde � l�aide du contr�leur pression-volume CPV L�essai permet de mesurer deux param�tres du sol en place : pl : pression limite Em : module pressiom�trique

7. 7 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (4) Le sol r�agit en cisaillement � la sollicitation due � l�expansion de la sonde (th�orie des cylindres de Lam�) : Le module de d�formation vaut donc :

8. 8 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (5) La pression limite est par convention �gale � la pression de la sonde pour laquelle le volume de la sonde vaut Vs+2V1, Vs �tant le volume initial de la sonde : pl = p(V=Vs+2.V1) Dans la pratique, on introduit : pl* = pl � p0 o� p0 est la pression du sol au repos

9. 9 ENTPE - MDS 2 Essai pressiom�trique (6) Corr�lations connues : cu = pl*/5,5 pour les sols peu consistants (pl* < 0.05 MPa)

10. 10 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre statique (1) Le principe de cet essai est de foncer � vitesse constante un train de tige et une pointe de section normalis�e. La r�sistance � l�enfoncement est compos�e de : Qc : r�sistance de pointe Qts : r�sistance par frottement lat�ral

11. 11 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre statique (2)

12. 12 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre statique (3) Qc est mesur�e soit par des capteurs de contrainte install�s dans la pointe, soit par un dispositif permettant d�enfoncer la pointe ind�pendamment du train de tige. La grandeur retenue est la r�sistance de pointe surfacique : qc = Qc/A, o� A est la section de la pointe

13. 13 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre statique (4) Corr�lations connues : cu = (qc-q0)/Nc O� Nc = 12 si qc < 1 MPa Nc = 20 si qc > 1 MPa

14. 14 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre dynamique (1) Enfoncement d�un train de tige avec pointe � l�aide de la chute d�une masse (mouton). Pointe �vas�e => pas de frottement lat�ral. Mesure de l�enfoncement e par coup de mouton.

15. 15 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre dynamique (2)

16. 16 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre dynamique (3) On d�termine la r�sistance de pointe dynamique � partir de la formule des Hollandais : Formule limit�e en cas de rebond �lastique ou en cas de refus (sol tr�s compact ou rocher)

17. 17 ENTPE - MDS 2 P�n�trom�tre dynamique (4) Attention � ne pas confondre qd et qc, qui peuvent �tre diff�rents notamment dans les sols fins satur�s. L�essai ne doit pas �tre utilis�e pour un calcul de fondation

18. 18 ENTPE - MDS 2 2. Portance des fondations superficielles

19. 19 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(1) D�termination de la capacit� portante d�une fondation superficielle � l�aide des caract�ristiques m�caniques intrins�ques des sols : Calcul en conditions non drain�es ou court terme : c=cu, f= fu=0 Calcul en conditions drain�es ou long terme : c=c�, f= f�

20. 20 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(2)

21. 21 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(3) Attention pour le calcul � long terme avec pr�sence d�une nappe : ?1. ?1.- ?w

22. 22 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(4)

23. 23 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(5)

24. 24 ENTPE - MDS 2 M�thode ��c-f��(6) Les facteurs de forme ont pour expression : s? = 1-0,3.B/L sq = 1+(B/L).sin(f) sc = (sq.Nq-1)/(Nq-1) L�inclinaison de la charge est prise en compte par des coefficients r�ducteurs ic,q,? L�excentrement de la charge est prise en compte par les dimensions r�duites de la fondation : L� = L � 2.eL B� = B � 2.eB , o� eL et eB sont respectivement l�excentrement dans le sens de la longueur et de la largeur

25. 25 ENTPE - MDS 2 M�thode pressiom�trique(1) Pression limite nette �quivalente : Si le terrain est homog�ne entre la base de la fondation et 1,5B sous la base de la fondation :

26. 26 ENTPE - MDS 2 M�thode pressiom�trique(2) Pression limite nette �quivalente : Si le terrain est constitu� de mat�riaux de natures diff�rentes entre la base de la fondation et 1,5B sous la base de la fondation :

27. 27 ENTPE - MDS 2 M�thode pressiom�trique(3) Capacit� portante du sol de fondation : ql� = q0� + kp.ple* O� : q0� est la contrainte verticale effective au niveau de la fondation apr�s travaux. kp est le facteur de portance pressiom�trique, d�termin� en fonction de la forme de la fondation, de la nature et des caract�ristiques pressiom�triques du terrain en place

28. 28 ENTPE - MDS 2 M�thode pressiom�trique(4) Classification des sols :

29. 29 ENTPE - MDS 2

30. 30 ENTPE - MDS 2

31. 31 ENTPE - MDS 2 M�thode pressiom�trique(7) Influence de l�inclinaison et de la proximit� d�un talus :

32. 32 ENTPE - MDS 2 M�thode p�n�trom�trique(1) R�sistance de pointe �quivalente :

33. 33 ENTPE - MDS 2 M�thode p�n�trom�trique(2) Capacit� portante du sol de fondation : ql� = q0� + kc.qce O� : q0� est la contrainte verticale effective au niveau de la fondation apr�s travaux. kc est le facteur de portance p�n�trom�trique, d�termin� en fonction de la forme de la fondation, de la nature et des caract�ristiques pressiom�triques du terrain en place

34. 34 ENTPE - MDS 2

35. 35 ENTPE - MDS 2

36. 36 ENTPE - MDS 2 M�thode p�n�trom�trique(5) Influence de l�inclinaison et de la proximit� d�un talus :

37. 37 ENTPE - MDS 2 3. Justification des fondations superficielles

38. 38 ENTPE - MDS 2 Capacit� portante (1) La contrainte de r�f�rence de la fondation doit v�rifier : ou O� ?q = 2 pour les ELU ?q = 3 pour les ELS

39. 39 ENTPE - MDS 2 Capacit� portante (2)

40. 40 ENTPE - MDS 2 Glissement L�in�galit� � v�rifier est la suivante : O� : Hd et Vd sont les efforts horizontal et vertical calcul�s aux combinaisons ELU fondamentales et accidentelles, A� est l�aire de la surface comprim�e

41. 41 ENTPE - MDS 2 Renversement Voir cours � ouvrages de sout�nement �

42. 42 ENTPE - MDS 2 Stabilit� d�ensemble Voir cours � stabilit� des pentes �

43. 43 ENTPE - MDS 2 4. Exercice d�application