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FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT
Le tassement d"une structure est le résultat de la déformation du sol de fondation. On peut distinguer
les phénomènes suivants :Déformations élastiques (rapide);
Changement de volume conduisant àla diminution de la teneur en eau (consolidation);-Dans les sols granulaires, la consolidation est rapide et ne peut généralement être distinguée du tassement élastique.
-Dans les sols àgrains fin (cohérent), le temps de consolidation peut être considérable.Mouvement de cisaillement généralisé;
Autres facteurs, comme l"effondrement du sol ou un affaissement minier.GCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
2FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT -CRITÈRES
0,0050
Charpente d"acier simplement supportée
0,0020
Charpente d"acier continue
0,0030
Mur rideau en béton armé
0,00250 -0,0040
Charpente d"immeuble en béton armé
0,0010
Revêtement en brique entre colonnes
0,0030
Logements en brique
0,0050 -0,0010
Murs de brique continus et élevés
PENTE MAXIMALE POUR UNE
STRUCTURE CONTINUE (w)
STRUCTURE
Selon les projets
Cloisons d"acier ou de béton
L/100Charpentes en bois
L/150 -L/180
Charpentes d"acier ou de béton
L/240 Revêtement métallique ou autre finis non fragiles L/360 Maçonnerie, verre et autres matériaux fragilesFLECHE MAXIMALE ENTRE
SUPPORTS (L est la portée ) D
MATERIAUX
Le tassement maximum qu"on peut accepter pour un bâtiment est en règle générale de 25 mmAvec ce tassement de 25 mm, on estime que le tassement différentiel entre deux semelles ne dépassera pas 20 mmCependant, les exigences peuvent varier en fonction du type de structure (MCIF -tableaux 12.3 et 12.4)
L D h wD: flèche
w: Pente h : rotation ou distorsionGCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
3FONDATIONS
SUPERFICIELLES
CALCUL DU TASSEMENT
Les facteurs qui contrôle lent tassement dans les sols granulaires sont (pour un même niveau de contrainte) :
0,25q0,75q0,5q
0,25q 0,5qPression q
par unitéde surfaceDimension de la semelle
Plus la semelle est large plus le
tassement est grand (pour même niveau de chargement).Compacitédu sol
Le tassement dans les sols granulaires
est dûàla diminution des vides entre les grains. Plus le sol est compact (dense) avant l"application de la charge moins il y"aura du tassement. On utilise généralement N pour déterminer la compacitédu sol.GCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
4FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT -ESSAI IN-SITU
Pour déterminer le tassement d"une semelle on peut avoir recourt àdes essais sur le terrain. On réfère généralement
àl"essai de plaque(ASTM, 1997, essai D-1194-72)MCIF -
L"essai est recommandépour les sols grossiers.
On calcule le tassement de la fondation àl"aide de la relation suggérée par Terzaghiet Peck (1967) 2221
12 Fp pF F ppF BB qqou BBSS
ASTM (1997) -
L"essai peut être effectuépour tous les sols. On calcule le tassement de la fondation àl"aide des relations : 22128,3128,3
FP PF PF BB BBSS PF pF BBSS granulaireCohérent
S F : tassement de la fondation de largeur B F S P :tassement de la plaquePoutre de réaction
Pieu ancré
Plaque d"essai
f =B4B min.
pistonB = 150 à762 mm (épaisseur =25 mm)
Charge/unitéde surfaceTassement
GCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
5FONDATIONS
SUPERFICIELLES
ESSAI IN-SITU -APPLICATION
23,97,2 260,1
3,1 2500
22,6
6,8 244,1
3,2 2500
26,36
8 277,8
3 2500
13,8 4,0
156,25
4 2500S F (mm) S P (mm) q 0 =Q/B F2 (kN/m 2
Largeur
supposée B F (m) Q 0 (kN) ExempleLes résultats d"un essai de plaque (de 0,305x0,305 de dimension) sur un dépôt de sable sont montrés àla figure suivante : Déterminer les dimensions d"une semelle carrée qui doit supporter une charge de 2500 kNavec un tassement maximum de 25 mm.706050403020100Tassement (mm)
0200400600800Charge / unité de surface
Réponse :On procède par essai et erreur.
Semelle de 3,1m
3,1 mGCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
6FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT -SPT
Trois méthodes sont proposées pour déterminer la capacitéadmissible (q adm ) pour un tassement de 25 mm.Terzaghiet Peck (1948) :
dadm F B BNq 2 )305,0()3(36 2 q adm : Pression admissible (kPa)B : Largeur de la semelle (m)
N : Valeur de l"essai SPT (corrigée);
F d : Facteur forme = 1+D/B < 2Peck, Hansen et Thotnburn(1974) :
Figure 10.1 du MCIF (voir page 7)-N corrigéMeyerhof (1956) :mBsiBBNKqmBsiNKq dadmdadm2,13,082,112
2BDsiKBDsiDK
dd 3,131 q adm : Pression admissible (kPa)B : largeur de la semelle (m)
N : Valeur de l"essai SPT (non corrigée); K d : Facteur profondeurSi nappe d"eau q
adm = q adm(sans eau) /2 N doit être la moyenne entre 0 et 2B à3B sous la semelleGCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
7FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT -SPT
GCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
8FONDATIONS
SUPERFICIELLES
TASSEMENT (SPT) -Application
ExempleCompte tenu des conditions du sol et de chargement présentées àla figure ci-dessous, trouver la largeur de la
semelle carrée qui procurera un tassement de 25 mm (utiliser Meyerhof (1956) et Peck et al. (1974)
Sable g= 20 kN/m 3N sous la semelle = 20
1,5 m B?Q=2000 kN
Réponse :Selon Meyerhof (1956):On suppose que D < B et queB > 1,2 m K d = 1+1,5/3 =1,5 q adm = 8*20*1,5*((B+0,3)/B) 2 Q adm = q adm *B 2 =240*(B+0,3) 2 =2000B+0,3 = 2,88m
B=2,58 m
(pour un tassement de 25 mm)D < B (ok) B >1,2 m (ok)
SelonPeck et al. (1974) :
Essai et erreur
Considérons B = 2
s"à(2,5)B/2 +D est de 20*(1,5+2,5) = 80 kPa N corr = 1,06*20 = 21Selon abaques D/B = 0,75 q
adm = 220 kPa q adm = Q/B 2 ; B 2 = 2000/220B = 3 m
GCI 315 -MÉCANIQUE DES SOLS II
CHAPITRE 4-III
9FONDATIONS
SUPERFICILLES
TASSEMENT -ARGILES
Le tassement d"une semelle peut être calculéen divisant le massif de sol en couches : pour chaque couche, on
calcule les valeurs des contraintes, initiale et finale, àmi-hauteur. On détermine ensuite le tassement de chaque
couche. Le tassement total est la somme des tassements pour l"ensemble des couches : H 0DH