Technologie de Bâtiment PARTIE 1 [PDF]

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TECHNOLOGIE DE BATIMENT

PARTIE 1

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TECHNOLOGIE DE BATIMENT

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SOMMAIRE A.

LES TERRASSEMENTS A.1

DEFINITIONS :

4

A.2

Nature des travaux

4

A.3

Ouvrage de terrassement

5

A.3.1

A.4

FOUILLE :

5

Classification des sols

6

Foisonnement Stabilité Des Talus

6 6

A.4.1 A.4.2

B.

4

A.5

Réalisation des terrassements.

9

A.6

Les engins de terrassement

7

A.7

Etayage (ou blindage) des fouilles.

9

LES FONDATIONS B.1

Introduction

B.1.1 B.1.2 B.1.3

B.2

13 13

A quoi servent les semelles ? On distingue les différents types de fondation : Facteurs de choix du type de la fondation

FONDATIONS SUPERFICIELLES :

B.2.1 Semelles continues sous mur : B.2.2 Semelles isolées sous pilier : B.2.2.1 Utilisations B.2.3 Fondation par plots et longrines préfabriquées : B.2.4 RADIER GENERAL : B.2.5 Mise en œuvre :

B.3

C.

FONDATIONS PROFONDES :

DIFFERENTS ELEMENTS CONSTITUANTS UN BATIMENT C.1

LES MURS

13 14 15 15 16 18 18

19

20 20

C.1.1 Introduction C.1.2 FONCTIONS DES M U R S : C.1.3 LES DIFFERENTS TYPES DE MURS : C.1.4 Conception d e s murs : C.1.4.1 Type de murs extérieurs : C.1.4.1.1 Mur composite avec lame d’aire : C.1.4.1.2 Mur composite sans lame d’aire (Maçonnerie mixte) : C.1.4.1.3 Mur plein en blocs maçonnés : C.1.4.1.4 Les murs préfabriqués C.1.5 MACONNERIES DE BRIQUES OU EN BLOCS : C.1.5.1 Généralités C.1.5.2 Les appareillages : C.1.5.2.1 Définitions et but : C.1.5.2.2 Conditions d’un bon appareillage : C.1.5.2.3 Epaisseur des murs : C.1.5.2.4 Exemple d’appareillage : appareil croisé : C.1.6 Liaison béton- maçonnerie : C.1.6.1 Dispositions constructives : C.1.6.2 Cas d’application : C.1.7 Maçonnerie en pierres naturelles : C.1.7.1 Maçonnerie en moellons – types d’appareillage : C.1.7.1.1 Appareillage sans assise horizontale : C.1.7.1.2 Appareillage avec assises horizontales : C.1.7.2 Maçonnerie en pierres de taille : (taillées) :

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20 20 21 22 22 22 23 23 23 24 24 24 24 24 25 25 26 26 27 28 28 28 29 30

2

C.1.7.3 Exécution de la maçonnerie en pierres : C.1.8 Maçonnerie mixte avec parement en pierres naturelles ou artificielles C.1.8.1 Définition : C.1.8.2 Partie porteuse C.1.8.3 Le revêtement C.1.8.4 Les agrafes C.1.9 Conclusion :

C.2

LES CLOISONS

34

C.2.1 DEFINITION : C.2.2 DIFFERENTS T Y P E S D E S CLOISONS : C.2.3 LIAISONS CLOISONS- STRUCTURES PORTANTES : C.2.3.1 Comportement de la structure portante :

C.3

LES CHAINAGES

C.3.1 C.3.2 C.3.3 C.3.4 C.3.5

C.4

LES OUVERTURES DANS L E S MURS

LES PLANCHERS

LES TERRASSES

C.6.1 C.6.2 C.6.3

C.7

42 42 44 47 47 50 50 50 52 52 52 53 53 54

55

Généralités Coupe de la toiture terrasse Ouvrages accessoires :

LES ESCALIERS :

55 55 56

57

C.7.1 Définition : C.7.2 Terminologie : C.7.3 Escaliers à marches droites : C.7.3.1 GENERALITES : C.7.3.1 DIMENSIONS DES MARCHES : C.7.3.2 METHODE DE CALCUL : C.7.4 9. Garde-corps et rampes : C.7.4.1 9-1- GARDE-CORPS : C.7.4.2 9-2- RAMPES :

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38 38 39 39 40

52

C.5.1 Généralités : C.5.2 Les planchers à corps creux et poutrelles : C.5.2.1 TERMINOLOGIE : C.5.3 Les planchers à dalle pleine : C.5.3.1 TERMINOLOGIE : C.5.4 Les autres types de dalle :

C.6

34 34 34 34

38

DEFINITION EMPLACEMENT DES CHAINAGES : FONCTIONS D E S CHAINAGES H O R I Z O N T A U X : PLANCHER FAISANT FONCTION DE CHAINAGE. APPUI DES PLANCHERS : CONDITIONS DE REALISATION DES CHAINAGES :

C.4.1 GENERALITES : C.4.2 TERMINOLOGIE : C.4.3 LES PROBLEMES : C.4.3.1 FIXATION DES BATIS ET ISOLATION : C.4.4 REPRISE DES CHARGES AU DESSUS DES OUVERTURES : C.4.4.1 Généralités : C.4.4.2 Le linteau :

C.5

30 30 30 30 31 31 32

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57 57 58 58 58 59 63 63 63

3

A. LES TERRASSEMENTS Les terrassements généraux ont pour but de créer les plates-formes sur lesquelles seront édifiés les bâtiments et de préparer les excavations de grandes dimensions nécessaires pour les sous-sols ; ils ne comprennent pas les terrassements propres aux bâtiments et à leurs fondations. Ces travaux sont effectués à l’aide d’un matériel lourd et hautement spécialisé qui relève des Travaux Publics (bulldozers, scrapers, dumpers, pelles mécaniques, etc.). La première opération consiste, sous réserve que les constructions existantes et gênantes aient été démolies, à nettoyer le terrain et à enlever la terre végétale en protégeant si nécessaire les arbres en place. Pour la mise à niveau les situations suivantes se présentent généralement : — pour les bâtiments industriels et les centres commerciaux, le terrain doit être rendu plan sur toute sa surface, des dénivellations restant possibles mais devant être étudiées pour ne causer aucune gêne dans (’exploitation, — pour les groupes d'habitation, le terrain doit être seulement aplani au droit des bâtiments, des voiries et des aires de stationnement, avec éventuellement des approfondissements locaux, — le terrain doit être creusé profondément pour loger des sous-sols ; ce cas, assez rare dans les bâtiments courants, est cité pour mémoire car il s'applique essentiellement aux immeubles du centre-ville. Le terrassier exécute également les tranchées pour les divers réseaux de canalisation de fluides mais en tant que sous-traitant des entreprises spécialisées en réseaux divers. Enfin toutes les terres en excédent non récupérables pour des remblais ou des modelés doivent être évacuées au-dehors sans souiller les chaussées.

Pour le bâtiment d'habitation et les écoles, les travaux de terrassement sont généralement réduits : ils consistent à établir des plateformes au droit des bâtiments et des chaussées, compte tenu des sous-sols éventuels, mais en « collant » au terrain au plus près afin de réduire les mouvements de terre et, partant, le coût. Mais les exceptions à cette règle ne sont pas rares : Le bâtiment peut comporter un sous-sol sur tout ou partie de sa surface qui implique une fouille en pleine masse importante, le terrain, de grande surface, est en pente légère, peu appréciable à Tceil nu mais sur deux ou trois cents mètres la dénivellation peut atteindre plusieurs mètres. Des décrochements de TMBTP S5 2016/2017

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niveau étant à prohiber dans une usine il faut pour obtenir une surface horizontale procéder à des mouvements de terre en déblayant une zone et en remblayant d’autres parties. Le niveau moyen doit être déterminé de façon à éviter les apports de terre extérieure et les enlèvements aux décharges. Il faut donc ajuster les volumes de déblais et de remblais en choisissant judicieusement le dessus du dallage fini ou niveau O. Parfois cela est impossible et il faut décaper sur une hauteur importante et envoyer les excédents aux décharges. Ce problème, simple en apparence, est en réalité particulièrement complexe et souvent mal apprécié ce qui peut grever lourdement le prix du terrain si le sol est de mauvaise qualité, inutilisable ou difficile à compacter, sans oublier les retards dus aux intempéries. Mais les entreprises disposent d’un matériel, généralement surpuissant auquel il suffit d’apporter des changements mineurs pour qu’il soit utilisable sur le terrain envisagé (changement de dents de godet par exemple). Ces travaux, effectués par l’entrepreneur de terrassements généraux qui livre la plate-forme brute, sont basés sur un jeu de plans indiquant les niveaux finis à obtenir ainsi que les crêtes ou selon les cas les pieds des talus de sécurité. Ces plans doivent être joints au dossier d’appel d’offres des lots du gros-œuvre, des fondations spéciales et du sol industriel (cas de l’usine). Travaux préliminaires Sur le terrain peuvent se trouver des bâtiments en élévation et en sous-sol ainsi que des canalisations enterrées, inutiles ou gênants pour la future construction, et qu’il faut démolir. Les démolitions en élévation sont effectuées par un entrepreneur spécialisé dès qu’elles sont de quelque importance. L’usage veut que le bâtiment soit arasé au niveau du sol existant et les caves éventuelles comblées avec les débris de la démolition. L’entrepreneur de terrassement démolit les constructions légères. Il abat également les arbres gênants et assure la conservation des autres. II participe souvent à des opérations complémentaires d’installation de chantier telles que la définition des itinéraires des camions, le fléchage, la signalisation routière de complément, les protections ou les déviations pour les piétons, l’aménagement de portion de terrain pour le logement du personnel, l’installation des baraques, les zones de dépôt, etc. Etant souvent le premier entrepreneur (avec le démolisseur) a intervenir sur le terrain, il est fréquemment chargé d’établir la clôture Il ne faut pas négliger le problème de l’eau. Les terrains constructibles sont généralement à l’abri des inondations courantes mais pas toujours des inondations séculaires. La nappe phréatique peut être proche du sol soit TMBTP S5 2016/2017

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constamment, soit périodiquement ce qui implique, selon son niveau, des travaux préliminaires de drainage général ou une gêne lors des fondations ou de l’exécution des sous-sols. Les travaux de drainage, de même que ceux de soutènement, seront réalisés avant les travaux de terrassement proprement dits, d’où une contrainte dans le calendrier des opérations. Exécution des terrassements Il ne sera pas donné d’indications sur l’exécution proprement dite des terrassements car le choix des moyens est d’une manière générale laissé à l’entrepreneur. Par contre le rédacteur du Devis descriptif doit indiquer la nature présumée des terrains, sauf si un rapport de sondage indispensable pour les opérations de quelque importance est joint .au dossier d’appel d’offres. Dans le cas des terrassements mécaniques les terrains peuvent approximativement être classés de la manière suivante : - sols meubles non compacts (gravier, sable, lœss, limon, etc.), - sols meubles compacts (argile épaisse, marne, craie, schiste, etc.), - sols compacts (poudingue, grès poreux, calcaire, gypse, etc.), - sols durs (calcaire dur, basalte, porphyre, gneiss, grès, etc.). Chaque catégorie nécessitant un matériel particulier, les prix unitaires diffèrent de l’une à l’autre tant pour l’extraction que pour le transport hors du chantier ou la mise en remblai. Le réemploi des déblais en remblais n’est pas toujours possible surtout si le terrain en place est médiocre ou se prête mal au compactage (point à faire vérifier lors des sondages préliminaires). D’autre part la présence de l’eau entraîne des travaux préparatoires pour rendre le chantier accessible aux engins de terrassement, spécialement dans le cas des sols meubles. Le rédacteur doit faire figurer également dans son texte la description des imprévus que l’examen des documents en sa possession ou son expérience lui permettent d’envisager : ils feront l’objet de « prix de bordereau » ce qui évitera les discussions ultérieures sur les prix unitaires car les métrés sur place n’offrent en général pas de difficulté. On citera par exemple les blocs erratiques, les canalisations abandonnées, les fondations d’anciens ouvrages, les venues d’eau, les changements imprévus de la nature du terrain, les éboulements consécutifs au gel ou aux pluies diluviennes, etc. Enfin il doil vérifier que les plans comportent toutes les indications nécessaires pour que l’entrepreneur puisse effectuer un avant-métré pré¬cis. Une fouille doit toujours être limitée par un talus dont la pente est fonction des TMBTP S5 2016/2017

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conditions locales : nature du terrain, saison, présence d’eau, etc. Dans le cas où la tenue du talus à l’eau de ruissellement est médiocre il faut le protéger par une feuille plastique. Si le talus est en bordure d’une voie de circulation publique ou privée ou si la fouille longe un bâtiment à conserver, la crête ne doit pas être située contre cet élément niais éloignée de 1 à 2 m afin de laisser un passage et de ne pas dégarnir les fondations. Si cela est impossible, il faut procéder à un blindage, la fouille étant alors taillée verticalement et exécutée par élément. Dans certains cas, le blindage peut être constitué par un rideau de palplanches battues avec une fiche suffisante pour ne nécessiter ni buton, ni tirant d’ancrage. Il est nécessaire pour cela que le terrain soit suffisamment dur en partie basse. En période de fortes pluies beaucoup de talus sont dans un état d’équilibre voisin de la rupture. Des fouilles entreprises à proximité à ce moment peuvent entraîner des éboulements dont les conséquences sont graves : désordres chez les riverains, terres qu’il faut évacuer, étaiements, etc. Dans les formations rocheuses peu compactes (marnes et caillasses, roches fissurées) le terrassement s’effectue par « rippage » avec parfois une fragmentation préalable à l’explosif (le ripper est un bulldozer équipé de dents frontales). Dans les roches compactes (calcaire grossier, marne et caillasse épaisse) il faut fragmenter à l’explosif puis dégager avec des engins puissants. La cubature des terrassements est toujours un point de friction entre entrepreneur et Maître d’Œuvre (ou vérificateur). Aussi la précision est-elle de rigueur : plans délimitant avec exactitude le contour de la fouille, définition du mode de métré, etc. il est conseillé en particulier de métrer les fouilles sur plans, au vide à l'aplomb des fondations, sans tenir compte des talus et sur largeurs nécessaires à l’exécution ; le prix unitaire établi par l'entrepreneur doit tenir compte des sujétions. Enfin ii est rappelé que la circulation des camions sur les zones détrempées entraîne l'envahissement des roues par la boue. Un nettoyage de celles-ci est obligatoire avant la sortie des camions sur la voie publique. Le lecteur n’oubliera pas que si le volume des fouilles est important, cela implique une importante rotation de camions lourds qui peuvent perturber la circulation publique. Une visite au Commissariat de police ou à la gendarmerie est indispensable avant le début des travaux.

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A.1 DEFINITIONS :  Les terrassements : Ce sont les travaux qui se rapportent à la modification du relief d’un terrain. Cette modification du sol est réalisée par l’exécution de déblais et de remblais. A.2 Nature des travaux  Le déblai : consiste à abaisser le niveau du terrain par enlèvement des terres.  Le remblai : c’est rapporter des terres, afin de relever ce niveau. Déblais et remblais représentent également en termes de métier, les terres extraites ou accumulées d’un terrassement.

 Les mouvements de terre : sont les terrassements de grande surface, opérés en terrain découvert (pour l’exécution des routes, aérodromes, …)  Le décapage : c’est un terrassement de très faible profondeur (environ de 25cm) et de grande surface.  Les fouilles : sont des terrassements dont la profondeur, rapportée à la surface ou à la largeur, est plus importante. Les fouilles servent à l’exécution des bâtiments.  Le talus : c’est la pente, ou inclinaison, donnée aux parois des terres pour éviter leur éboulement. Il dépend de la nature du terrain.  L’emprise d’un t e r r a s s e m e n t : c’est l a l i m i t e o u o n e x é c u t e n o t r e TMBTP S5 2016/2017

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t e r r a s s e m e n t i l e s t matérialisé par l’intersection des talus (de déblais ou de remblais) et du terrain naturel

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A.3 Ouvrage de terrassement

A.3.1 FOUILLE : o Fouille en pleine masse :( excavation) c’est un terrassement général de la surface à construire, dont la profondeur est limitée, par exemple, au niveau du sol des caves de la construction. o Fouille en rigole ou en tranchée : c’est une excavation longitudinale dont la largeur minimale est de 0.40m, destinée à recevoir les maçonneries, les fondations les canalisations etc…. o Fouille en puits : c’est un terrassement de petite surface et de grande profondeur. Ce genre de fouille est exécuté pour l’établissement des fondations de piliers isolés, par exemple. Les dimensions minimales de ces terrassements sont limitées par les moyens de réalisation. o Puisard : c’est un trou de 1m de profondeur environ (ou demi-tonneau enterré), on l’installe en un point bas de la fouille, vers lequel convergent toutes les eaux de pluie ou d’infiltration drainées par la fouilles. Du puisard, l’eau est évacuée par pompage à l’extérieur de la fouille.

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A.4 Classification des sols

A.4.1 Foisonnement Le foisonnement des terres est l’augmentation de volume consécutive à l’ameublissement provoqué lors de l’extraction. En effet ordinairement la terre extraite d’une fouille occupe un volume supérieur à celui de l’excavation. - Foisonnement passager : c’est celui que l’on obtient à partir d’un déblai sans tasser la terre. - Foisonnement permanent : c’est celui qui reste après damage et tassement de la terre mise en place. Foisonnement de quelques terrains

NATURE DE TERRES

POIDS T/ m3

Sable fin, sec……………

1.4

10

3

Terre végétale……………

1.6

10

3

Terre très compacte ……

1.7

25

10

Argile sèche ……………

1.5

50

15

Argile humide……………

1.8

25

8

FOISONNEMENT PASSAGER % PERMANENT %

Exemple : si l’on extrait un volume de 1m3 de terre très compacte, on obtiendra un monticule de 1.25m3. Si l’on remet cette terre en place, après tassement, il restera quand même un volume de 1.10m3.

H

A.4.2 Stabilité Des Talus La terre mise en tas, lorsqu’elle n’est pas retenue, forme avec la terre, un angle, appelé angle de talus naturel. TMBTP S5 2016/2017

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Lors des fouilles, si le talus que l’on veut réaliser fait avec l’horizontale un angle inférieur ou égale à l’angle naturel, aucune précaution particulière ne doit être prise. Si au contraire l’angle est supérieur à l’angle naturel. Il y a danger d’éboulement et il convient de prendre des dispositions pour les éviter. D’une manière générale, lors de l’exécution des terrassements en remblai, le rapport admis entre la base et la hauteur est de 3 à 2.

Angle de talus naturel de quelques terrains

NATURE DE TERRES

ANGLE DU TALUS NATUREL TERRAIN TERRAIN SEC MOUILLE

Sable fin……………………

± 25°

± 15°

Terre végétale…………………

± 40°

± 30°

Terre très compacte ………

± 50°

± 40°

Argile ………...……………

± 40°

± 15°

Cailloux, éboulis……………

± 50°

± 40°

A.5 Les engins de terrassement

Chargeur :

Bulldozer :

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Compacteur :

Dumper :

Pelle :

Niveleuse :

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Scraper

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Tracteur :

A.6 Réalisation des terrassements. Les terrassements sont réalisés conformément aux plans suivant :  Plan d’implantation  Profils en long et en travers

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-

Les outils et le matériel utilisés pour l’exécution des terrassements dépendent : De l’importance des travaux ; Des possibilités de l’entreprise ; Des exigences et des impératifs imposés par le chantier lui-même ; Des délais d’exécution.

Les fouilles peuvent être réalisées à la bêche ou à la pelle dans la terre végétale, le sable, les sols vaseux, etc. On utilise la pioche pour ameublir les terres, dont la cohésion n’est pas trop forte. Le pic, les marteaux pneumatiques s’emploient pour les roches et les terres compactes. On effectue les fouilles à la main lorsqu’il s’agit de terrassement de faible volume, ou lorsque des conditions particulières l’exigent. Lorsque le volume des terrassements devient important. Il est plus économique d’utiliser des engins mécaniques pour effectuer les terrassements. Le débit de ces machines peut varier de 25 à 400m3 par heure. Les terrassements s’effectuent par enlèvements successifs de couches de 40cm de profondeur. La terre ameublie est rejetée hors de la fouille par le jet de pelle. L’accroissement de la profondeur nécessite le jet des terres par étapes successives.  Transport des terres. Les véhicules les plus employés pour le transport des terres sont : la brouette, le tombereau, les wagonnets, le camion, le dumper, etc. qui sont choisis en rapport avec l’importance du chantier, et le genre de travail à effectuer.  Réalisation Des Remblais On exécute les remblais par superposition de couches de 0.20 à 0.40m d’épaisseur, damées et serrées de manière à réduire dans de fortes proportions le foisonnement du matériau rapporté. TMBTP S5

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A.7 Etayage (ou blindage) des fouilles. Lorsque la profondeur d’une fouille est importante, il est utile, voire nécessaire, d’étayer les terres, pour prévoir les éboulements et les risques d’accident d’une part et, d’autres part, pour diminuer l’emprise de l’excavation L’inclinaison des talus naturels, dans un terrain déterminé, peut être défavorablement influencée par certains facteurs extérieurs. Les infiltrations d’eau possibles en profondeur, ou provenant des chutes de pluie, l’effet des vibrations provoquées par les engins, les véhicules ou les machines. Les charges situées à proximité immédiates de l’excavation sont des éléments qui causent la rupture des talus. D’une façon générale, toute paroi d’une fouille doit être étayée lorsque la pente des talus excède les rapports suivants. 1/1 d a n s les terrains ébouleux. 1/2 d a n s les terrains tendres mais résistants. 1/3 d a n s les terrains très compacts.

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Étrésillons en

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B.

LES FONDATIONS B.1 Introduction

B.1.1 A quoi servent les semelles ? Un ouvrage, quel que soit sa forme et sa destination, prend appui sur un sol d'assise et lui transmet un ensemble de charges. Les éléments qui jouent le rôle d'interface entre la structure porteuse et le terrain constituent les fondations. Adaptées à la fois à l'ouvrage et à la nature du sol, elles prennent des formes diverses de manière à assurer une bonne répartition des contraintes.

B.1.2 On distingue les différents types de fondation : -

-

Fondations superficielles :  Semelles continues sous mur.  Semelles isolées sous piliers.  Plots et longrines. Fondation par radier général. Fondations semi-profondes.  Sur puits. - Fondations profondes.  Sur pieux.

Remarque Il est vivement conseillé de faire réaliser une étude de sol avant de commencer l'étude des fondations. L'étude de sol peut faire des économies sur le type de fondations. B.2 FONDATIONS SUPERFICIELLES : Les fondations superficielles sont constituées par des semelles ayant une plus grande largeur que l’élément supporté de façon à ce que le taux de compression du sol ne dépasse pas son taux de c o m p r e s s i o n admissible. Les fondations superficielles (c’est –à- dire de faible profondeur) sont utilisées lorsque : - Le sol capable de supporter la construction se trouve à faible profondeur :  La résistance des c o u c h e s au c i s a i l l e m e n t est suffisante.  La déformabilité du sol est faible. Ce p r o c é d é e s t é c o n o m i q u e d a n s l e cas où l e sol p o r t e u r e s t accessible p a r d e s moyens c o u r a n t s d e t e r r a s s e m e n t , c ’ e s t -àdire p o u r des p r o f o n d e u r s c o m p r i s e s entre 1 m e t 4 m.

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B.2.1 Semelles continues sous mur : Les fondations de murs peuvent être réalisées : * * * *

-

-

-

En maçonnerie. En moellons. En béton damé. En béton armé.

A- Fondations en briques Au fin fond de la tranchée o n dépose une première assise de briques sur couche de sable rude. Sur toute cette largeur de basse on maçonne au moins 2 assises. On rétrécit ensuite progressivement chaque ensemble de deux assises jusqu’à ce que l’on obtienne. L’épaisseur ou mur voulue. La tangente aux r e c o u p e m e n t s n e peut être inclinée de plus de 60° p a r rapport à l’horizontale. Ce qui dépasse l’angle de 60° subit des forces de traction : une maçonnerie de broques ne peut y résister. B- Fondations en moellons :

Les fondations en moellons remplissent généralement toute la largeur de la fouille. - Au fond d e la tranchée on m e t u n e couche de béton de propreté. -

Ensuite o n m e t u n e c o u c h e d e mortier de 3 à 4 c m d’épaisseur puis o n p o s e les moellons en les bloquant et les liaisonnant c o n v e n a b l e m e n t avec du mortier.

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C- Fondations en béton damé : La coupe d e l a f o n d a t i o n e n b é t o n damé à la forme d ’ u n trapèze isocèle d o n t les angles à l a basse ont au moins 60°. Le béton p e u t ê t r e c o f f r é ou coulé directement entre les deux parois de la fouille. Il doit être de consistance « terre humide » et soigneusement damé lors de la mise en place. Ce béton e s t parfois légèrement armé pour constituer un chaînage qui peut être nécessaire s i le sol n’est p a s homogène. A- Fondations en béton armé : On utilise les semelles en béton Armé :  Pour r é p a r t i r plus uniformément la charge (conséquence de leur plus grande rigidité).  Pour l i m i t e r l e poids des fondations (fondations plus résistantes donc m o i n s épaisses).  Pour réduire la pression exercée sur le sol en élargissant la semelle (ce qui nécessite u n e armature pour résister aux efforts d e t r a c t i o n produits au bas de l a s e m e l l e ). On coule d’abord u n béton d e propreté de béton maigre de 5 à 10 cm d’épaisseur. On coule e n s u i t e la s e m e l l e e n béton a r m é s o i t e n t r e d e s planchers formant c o f f r a g e , soit d i r e c t e m e n t entre les parois de l a fouille. B.2.2 Semelles isolées sous pilier : B.2.2.1 Utilisations  En cas de l’utilisation des semelles isolées la structure doit être conçue pour transmettre les charges en des points isolés et le sol de fondation doit avoir des qualités géotechniques adéquates. C’est-à-dire le sol d’assise doit avoir une résistance admissible assez élevée et une compressibilité faible afin de limiter les tassements différentiels.  Ces s e m e l l e s de f o r m e pyramidale ou rectangulaire peuvent être réalisées en béton ou, le plus souvent, en béton armé.

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 Le béton d o i t ê t r e f o r t e m e n t d a m é e t v i b r é . Il e s t généralement coulé entre les parois d e t e r r e , p r é p a r é e s au moment d u t e r r a s s e m e n t , aux cotes r e q u i s e s . Auparavant, le A é t é d i s p o s é sur une f o r m e d’environ 5 cm f e r r a i l l a g e réalisé en d ’ é p a i s s e u r , et f o r m a n t b é t o n de p r o p r e t é . béton m a i g r e  La face s u p é r i e u r e d e l a semelle, d e s t i n é e à r e c e v o i r l e c o f f r a g e d u pilier, doit être p r é v u e a v e c u n r e d e n t d e 5 cm environ.  La liaison de la semelle au Pilier e s t assurée par une armature d’attente c o m p r i s e dans le Ferraillage des fondations.

B.2.3 Fondation par plots et longrines préfabriquées : Définitions :

Un plot en béton e s t une s e m e l l e c a r r é e o u r e c t a n g u l a i r e massive, en gros béton, non a r m é ou peu armé. Une longrine est u n e poutre

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En béton a r m é qui sert de fondation aux murs.

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Les longrines servent de chaînage au niveau des fondations. Elles peuvent aussi servir :  Soit à s u p p o r t e r l e plancher.  Soit à limiter Le dallage sur l e s rives du b â t i m e n t .

-

Ce s y s t è m e p r é s e n t e l e s a v a n t a g e s s u i v a n t s : Minimum de t e r r a s s e m e n t (uniquement pour les plots). Rapidité d ’ e x é c u t i o n .

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B.2.4 RADIER GENERAL : Le r a d i e r général se présente sous l a forme d’un p l a t e a u d e fondation qui t r a n s m e t les charges d e l a construction s u r l e sol par u n e surface égale o u s u p é r i e u r e à celle d e l’ouvrage. Il peut ê t r e constitué : -Soit par u n e s i m p l e d a l l e é p a i s s e . -Soit par des p o u t r e s l o n g i t u d i n a l e s et t r a n s v e r s a l e s l i a n t l e s piliers porteurs e t soutenant une dalle plus mince. Cette solution peut être adoptée : - Lorsque le sol est peu résistant mais homogène. - Lorsque la surface de la construction e s t petite par rapport à sa hauteur ou à son poids (gratte-ciel, silos, est.). - Lorsqu’on veut obtenir un sous- sol étanche pour une construction assise dans une nappe d’eau souterraine.

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B.2.5 Mise en œuvre : https://www.sites.google.com/site/asribadr/

En cas de sol humide, on utilisera une natte géotextile anti-contaminant qui s’apparente à un feutre. On damera un remblai de 15-20cm d’épaisseur. Le remblai est principalement constitué de ballast. Cas normal (terrain sec) : TMBTP S5

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Pour éviter les pertes de laitance du béton et pour ne pas salir les armatures, on coule un béton de propreté de 5cm d’épaisseur. Vu que tout ce qui est canalisations doit passer sous la maison, il est important de penser à placer les évacuations, égouttages, avant de couler le radier.

B.3 FONDATIONS PROFONDES : Lorsque le bon sol se trouve à plusieurs mètres de profondeur i l serait Trop coûteux de descendre des fondations classiques à la profondeur voulue à cause : - Du v o l u m e de terres à enlever ; - Des étayages à mettre en place ; - De l a difficulté d’exécution de t e l l e s fouilles. On fait alors reporter la charge sur le bon sol par des points d’appui séparés. On distingue deux procédés : - Les « puits » : on creuse des « puits » de 1 m au moins de diamètre jusqu’au bon sol et on les remplit d’un béton non armé qui sert de fondation ; - Les « pieux » : on enfonce dans le sol des éléments en béton armé d’un diamètre de + /- 40 cm et d’une longueur pouvant atteindre plus de 20 m s i nécessaire. Des longrines l i a n t en tête ces pieux ou ces puits assurent à la maçonnerie une assise stable et plane. L’étude des fondations p r o f o n d e s relève d e s firmes spécialisées, à la suite d’essais.

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TERRASSEMENT : Rotation d’engins

Nous savons actuellement calculer de façon précise les volumes de remblais et/ou de déblais. Selon l’importance du chantier, le volume sera par conséquent plus ou moins grand. Si ce volume est du déblai, il faudra prévoir les moyens nécessaires afin d’évacuer les terres au mieux. De la même façon, si on est en présence de remblais, il faudra organiser l’acheminement des terres sur le chantier. Nous pouvons imaginer que ce sont les engins de transport (camions, tombereaux) qui permettent le mouvement des terres sur des chantiers de terrassement. Dans la plupart des cas, les travaux de terrassement nécessitent plusieurs camions : il est donc facile de comprendre que sur un même chantier ceux-ci, par exemple, ne peuvent pas être remplis en même temps par la pelle.

Il faut par conséquent organiser la rotation (ou noria) des camions afin de les utiliser au mieux. 2 – Cycle de travail La durée d’un cycle de production est le temps nécessaire pour exécuter un tour complet, pour une opération donnée.

Pour estimer la durée d’un cycle, un simple chronométrage suffit. Un bon résultat est obtenu en faisant une moyenne sur quelques rotations. Un cycle est composé de plusieurs étapes ayant chacune une durée élémentaire que l’on peut représenter de la façon suivante :

2 – 1 Détail des différentes étapes Le temps de chargement est égal à la charge utile du camion divisée par (le rendement théorique de la pelle x coeff d’efficience x Mvolumique apparente foisonnée). TMBTP S5

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ex : Une entreprise dispose d’une pelle sur chenilles de rendement théorique 120m3/h, de coefficient d’efficience 0,83 et de camions bennes de charge utile 26t. La masse volumique apparente foisonnée des matériaux est Mv = 1600kg/m3. Qu’est ce que le coeffient d’efficience ? Des imprévus dus à l’opérateur, à la marche du chantier ou de la machine diminuent le temps d’utilisation réel par rapport au temps d’utilisation théorique. Pour une heure (60min) de fonctionnement théorique, un engin travaillera effectivement, par exemple, 50min. Le coefficient d’efficience est k = 50/60 = 0,83 Tch = 26/(120 x 0,83 x 1,6) = 0,163 h  Le temps de transport en charge est égal à la distance du lieu d’emprunt au lieu de dépôt divisé par la vitesse en charge moyenne.

ex : Les matériaux extraits sont déposés dans une décharge publique située à 12 km. La vitesse moyenne en charge est 30km/h. Ttc = 12/30 = 0,40 h Le temps déchargement dépend de l’encombrement, de l’espace disponible sur le chantier.... et est donné forfaiterement. ex : temps de déchargement : 5min Tdé = 5/60 = 0,083 h 

 Le temps de transport à vide est égal à la distance du lieu d’emprunt au lieu de dépôt divisé par la vitesse à vide moyenne.

ex : vitesse à vide moyenne = 60 km/h Ttv = 12/60 = 0,20 h

2 – 2 Récapitulatif Eléments de cycle Chargement

Tch =

Temps (h) 0,16

Transport en charge

Ttc =

0,400

Déchargement

Tdé =

0,08

Transport à vide

Ttv =

0,200

Durée de cycle

Tcy =

0,84

Tcy = 0,84h donc en minute Tcy = 0,84 x 60 = 50,4min

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2 – 3 Représentation graphique d’un cycle de camions

2 – 4 Nombre de camions

Le nombre de camions à affecter à l’engin d’excavation est égal au temps de cycle d’un camion divisé par son temps de chargement. Donc n = 0,84/0,16 soit n = 5,25 camions Conclusion : Nous avons le choix de prendre 5 ou 6 camions. Nous allons montrer graphiquement que le choix d’une solution ou d’une autre entrainera obligatoirement l’attente d’engin ou d’un autre.  Cas ou on prend 5 camions :

On s’aperçoit que le 5ème camion a fini de charger alors que le 1er n’a pas encore terminé son 1er cycle : cela veut dire que la pelle va être obligée d’attendre.

Temps d’attente de la pelle = Tcy – n x Tch Temps d’attente de la pelle = 0,84 – 5 x 0,16 = 0,04h soit 2,4min.

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

Cas ou on prend 6 camions :

On s’aperçoit que le 1er camion est déjà revenu alors que le 6ème n’a pas encore terminé son chargement : cela veut dire que le premier camion, ainsi que les suivants désormais, va être obligé d’attendre.

Temps d’attente du camion = n x Tch - Tcy Temps d’attente du camion = 6 x 0,16 – 0,84 = 0,12h soit7,2min.

3 – Notions de foisonnement et de tassement

On peut se rendre compte que lorsque on effectue un terrassement, le volume de terre extrait (Vdéblai) ne correspond pas au volume de terre stockée (Vremblai) V1

f

t V2

V0

fc

Définition : Le foisonnement est la propriété que présentent les terres d'augmenter de volume lorsqu'on les manipule. Une décompression du terrain entraîne la formation de vides partiels entre les cailloux, les particules plus ou moins grosses, etc ... Dans la majorité des cas, la terre remise en place n'occupe plus le même volume. Les terres foisonnées subissent à l'inverse un phénomène de tassement lors du compactage.

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Dans le domaine routier, le problème de foisonnement se pose à propos des études de remblais et de déblais, soit à propos des transports de terre. On distinguera ainsi 3 types de coefficients qui cerneront ce problème : coefficient de foisonnement

f = V1 / V0

coefficient de tassement

t = V2 / V1

coefficient de contre-foisonnement

fc = V2 / V0 = f x t

4 – Applications

Votre entreprise vient de décrocher un chantier de terrassement dont le volume de déblais en place est estimé à 3820,000 m3. On vous demande d’organiser la rotation de camions qui vont effectuer le transport de ces matériaux. Pour cela, vous bénéficiez des renseignements de l’entreprise suivants : - Chargeur pour le remplissage des camions: 3  rendement: 60,000 m par heure en terrain foisonné.  efficience: 50/60. 3 - Masse volumique apparente du terrain: 1,50 t/m . - Coefficient de foisonnement du terrain considéré: 20%. - Temps de déchargement des camions: 3  Semi-remorque: 0,25 min par m transporté.

Temps de travail journalier: 7 heures par jour MAXIMUM.

- Les camions partent du chantier le matin et retournent à celui-ci le soir à la débauche.

Les matériaux doivent être évacués à une décharge publique située à 20km du chantier. Types camions Semi-remorque

Capacité 3 (en m ) 16

Charge utile (en tonnes) 24

Vitesses chargé 60

(km/h). vide 78

1°) De calculer la durée de cycle d’un camion. 2°) De calculer le nombre de camions nécessaires. 3°) De tracer sur un planning le cyclage journalier des camions retenus. 4°) De calculer la durée du chantier.

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