Isolées, filantes ou radiers, les fondations superficielles se réalisent uniquement sur des terrains résistants. Le choix est conditionné par la répartition des charges.

Alors que les sols de faible portance imposent la réalisation de fondations profondes, ceux de meilleure qualité autorisent des « semelles », appuis plus superficiels.

Pour éviter l'influence du gel, elles possèdent un ancrage minimum défini pour chaque région : fixé à 0,60 m, en Provence, il peut atteindre 1 mètre à la montagne. La pérennisation de ces ouvrages passe par la prise en compte de la présence d'eau dans le terrain, du poids de l'ouvrage par rapport à la poussée des terres, de la répartition des charges et des tassements différentiels. Bien que ces derniers soient limités à quelques millimètres (5 à 25 mm), aucun poinçonnement, ni déformation ne sont permis.

Trois types de fondations superficielles existent (isolées, filantes ou radiers) et dans tous les cas, les assises doivent être protégées des eaux de ruissellement pour empêcher non seulement les lessivages du sol, mais aussi pour maintenir une hygrométrie constante (notamment enprésence d'argile).

Attention !

La réalisation de semelles superficielles est interdite en zones sismiques.

Semelle isolée

Caractéristiques Généralement rondes ou carrées, ces fondations sont réservées aux sols dont la portance est supérieure ou égale à 0,1 MPa. Elles sont mises en œuvre lorsque le bâtiment ou la maison présentent des charges concentrées (poteaux, longrines sous les murs).

Mise en œuvre Quelle que soit l'importance des charges à reprendre (faibles ou fortes), il convient de réaliser des semelles de plus de 40 cm de largeur. Leur hauteur « h » étant conditionnée par la rigidité de la fondation. Pour des raisons de stabilité, cette hauteur est fixée, au minimum, à 20 cm. La mise en œuvre comprend plusieurs parties superposées : un béton de propreté, d'environ 5 cm d'épaisseur, à faible dosage en ciment (200 kg/m3), coulé sur le sol d'assise dès l'ouverture de la tranchée et un soubassement (mur maçonné, rehausse en béton armé, poteau) qui surmonte la semelle en béton armé (dosage béton : environ 300 kg de ciment par mètre carré, armature : aciers Fe E 500 MPa).

Conseils et précautions Pour déterminer la hauteur d'une semelle isolée rectangulaire, il est nécessaire de réaliser deux calculs : le premier intégrant la longueur de la fondation et le second, sa largeur. La valeur retenue pour le dimensionnement est la plus élevée des deux.

Semelle filante

Caractéristiques Lorsque les descentes de charges sont continues (sous un mur), le seul moyen pour diminuer la pression sur le sol est de mettre en œuvre une fondation continue. Il s'agit d'une configuration bien adaptée aux maisons individuelles construites sur des sols dont la portance est supérieure ou égale à 0,1 MPa.

Mise en œuvre Les semelles filantes induisent une répartition inégale des charges. Pour cette raison, il est nécessaire de mettre en œuvre une armature de chaînage et des armatures transversales pour équilibrer la flexion de la semelle par rapport au soubassement (principe de diffusion par les bielles). Il faut aussi veiller à la qualité de liaison entre les semelles pour réaliser le chaînage. Par ailleurs, il est nécessaire de réaliser des tranchées très étroites et purger le fond de fouille de toute poche de terrain compressible ou de tout élément risquant de créer un point dur. Quelle que soit la nature du sol, un travail soigné se termine par le coulage immédiat d'un béton maigre de propreté.

Conseils et précautions Toutes les armatures sont façonnées de manière à être ancrées à leurs extrémités par courbure. La crosse de retour augmente la capacité portante et empêche le glissement.

À vérifier avant de débuter les travaux

S'assurer que l'état du chantier autorise le début des travaux. Tout d'abord en vérifiant la conformité des terrassements généraux et des ouvrages de fondations profondes (laissés en attente de raccordement).

Puis, vérifier l'aptitude des fonds de fouille à recevoir ces ouvrages et des précautions prises contre la nature « agressive » du terrain. S'il y a une ou plusieurs contradictions, en aviser le maître d'ouvrage au plus tard à la date fixée comme étant le début du délai contractuel.Sa décision fera l'objet d'un nouvel ordre de service qui,le cas échéant, reportera le délai d'exécution en fonction de la date à laquelle les travaux pourront effectivement commencer.

Cas des sols agressifs

Déterminer l'agressivité d'un sol est important pour le choix des matériaux à utiliser lors de la mise en œuvre. Connaître l'agressivité d'un terrain permet de choisir : le ciment, son dosage minimal et celui des autres constituants du béton, les adjuvants éventuels et les protections rapportées ainsi que leur condition de mise en œuvre.

Joint de dilatation,de rupture ou de tassement ?

Les joints de dilatation sont arrêtés au niveau supérieur des fondations ou du sous-sol. Leur fonction ? Permettre les mouvements de la structure, engendrés par les comportements des différents matériaux lors des variations de la température.

Les tassements différentiels (variations altimétriques) sont contrôlés par des joints de tassement ou de rupture.

Pour la mise en œuvre de deux modes d'appui différents sur un même bâtiment, il est impératif de réaliser des joints de rupture.

Avis d'expert Wolfgang Jalil . Conseiller technique chez Socotec

« L'important est de garder un fond de fouille stable et propre »

« Selon le DTU 12 " Travaux de terrassement pour le bâtiment ", les travaux de terrassement qui ont pour objet le creusement d'excavations dans lesquelles sont construites les parties d'un ouvrage prenant directement appui sur le sol sont considérés comme des fouilles pour fondations.

Soumis aux intempéries, les fonds peuvent s'affaisser plus ou moins rapidement en fonction de la nature des sols. Par exemple, les marnes qui présentent une résistance satisfaisante au moment de l'achèvement de la tranchée se détrempent en quelques heures sous l'action de la pluie, les schistes gonflent et se détachent des parois lorsqu'ils sont exposés à l'air, les argiles, marnes et limons desséchés se détachent également des parois. Tous les éléments rencontrés au fond de la fouille telles les roches, les anciennes fondations. susceptibles de former des points durs locaux, sont retirés.

De même que tous les endroits beaucoup plus compressibles que le terrain d'ensemble doivent être purgés ou traités pour que le sol d'assise présente une homogénéité satisfaisante. Contre les effets " d'ouverture "d'un terrain,le mieux est d'exécuter une chape en mortier de ciment appliquée directement sur le terrain ou procéder à la mise en place d' une feuille de polyéthylène d'épaisseur et de caractéristiques appropriées.

Dans le cas de travaux réalisés en hiver, le bétonnage ne s'effectue qu'après la fonte complète de la glace, le décapage et le nettoyage du terrain affecté par le gel. Les fondations ne sont toujours exécutées qu'après assainissement complet du fond de fouille. »

Radier

Caractéristiques Il est utilisé pour fonder un bâtiment sur un sous-sol comportant des petites cavités souterraines (anciennes carrières) susceptibles de créer des fontis en s'écroulant. Il est plus particulièrement destiné aux terrains homogènes avec une portance inférieure à 0,05 MPa. Il existe quatre types de radiers : à dalle plate (le plus courant), nervuré, voûté et le radier champignon sous poteaux.

Mise en œuvre Le radier est une dalle de béton (épaisseur courante : 20 à 35 cm) entourée d'un redan orienté vers le bas reposant sur une assise en tout-venant compacté. Son ferraillage comprend des aciers tendus qui se situent en partie haute de la dalle. Les murs, les longrines et les longrines de redressement constituent les points d'appui. La totalité de la surface au sol du bâtiment est sollicitée pour répartir les efforts apportés par les murs. Étant donné que les descentes de charges sont réparties en périphérie par les murs, le centre du radier se déforme sous l'action de la pression, contrairement aux bords qui ne se déplacent pas : les radiers sont donc armés en partie supérieure, entre les murs. Aucun tassement différentiel n'étant acceptable, des joints à placer entre les parties de hauteurs différentes éliminent les « moments parasites ».

Conseils et précautions Il faut éviter d'utiliser cette solution si le sol d'appui est très hétérogène (compressibilités différentes). En effet, cela rend impossible l'évaluation correcte des tassements différentiels. Seuls des pieux, un traitement adéquat du terrain ou une substitution du sol restent alors envisageables. Lorsque le radier est enterré et que la présence d'eau est possible, il conviendra de faire un cuvelage.

Réglementation

  • NF EN 1998-5 (septembre 2005) : Eurocode 8 - Calcul des structures pour leur résistance aux séismes - Partie 5 : fondations, ouvrages de soutènement et aspects géotechniques
  • DTU 13.11 (NF P 11-211/A1) (mars 1988) : Fondations superficielles - Cahier des clauses spéciales + Cahier des clauses techniques.
  • Règles DTU 13.12 (NF P 11-711) (mars 1988) : Règles pour le calcul des fondations superficielles + Erratum (novembre 1988)
  • NF P06-013 : Règles PS 92 (décembre 1995) - Règles de construction parasismique - Règles PS applicables aux bâtiments + Amendement A1 (février 2001) + Amendement A2 (novembre 2004)
  • NF EN 1992-1-1 (octobre 2005) : Eurocode 2 - Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments
  • Règles PS-MI 89 révisées 92 (NF P06-014) (mars 1995) : Règles de construction parasismique - Construction parasismique des maisons individuelles et des bâtiments assimilés - Domaine d'application - Conception - Exécution + Amendement A1 (février 2001)

© L'Entrepreneur n° 219 du 01/03/2007