RÉHABILITATION ET MAINTENANCE DES BÂTIMENTS Chapitre 4 [PDF]

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Réhabilitation et Maintenance (2017/2018)

Chapitre : REPRISES EN SOUS-OEUVRE

Chapitre : REPRISES EN SOUS-OEUVRE 1. INTRODUCTION Les ouvrages de fondation constituent l’interface entre les superstructures et le sol d’assise ; comme toute construction, ils doivent faire l’objet d’un entretien adapté, soit pour pallier un vieillissement prématuré ou remédier à des défauts d’origine, soit pour prendre en compte les conséquences de modifications intervenues depuis la construction de l’ouvrage dans ses conditions d’exploitation ou dans son environnement. Ces travaux de réparation ou de renforcement sont de différentes natures. Ils concernent aussi bien les structures que le sol et se traduisent alors par des reprises en sous-œuvre (par la réalisation de puits ou semelles), par l’exécution de pieux et micropieux, ou par la mise en place de tirants et boulons d’ancrage, par des injections, des renforcements de divers types ou des drainages. Le terme reprise en sous-œuvre est utilisé chaque fois que l'on réalise un ouvrage devant assurer une nouvelle transmission des charges. Ce problème se pose dans deux cas principaux: - excavation au droit d'un ouvrage existant; - reprise en sous-œuvre d'éléments de structure.

2. Terrassements en sous-œuvre et fondations : Avant de commencer les travaux, il est indispensable d’obtenir des renseignements sur la construction à reprendre en sous-œuvre, et sur le terrain, afin que le projet de reprise et la méthode d’exécution soient conçus rationnellement.

2.1. Sur la construction Il faut connaître la constitution et la nature des fondations, leur état actuel, leur épaisseur et le niveau inférieur de leur assise, le poids de la construction, la valeur et la répartition des charges et surcharges qu’elle supporte. Il importe de savoir s’il existe sous les murs une semelle de répartition des charges et si éventuellement des installations (voûtes de cave, par exemple) transmettent au terrain des poussées

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horizontales ou obliques qu’il faudra équilibrer au fur et à mesure de l’avancement du terrassement. L’idéal est d’obtenir les plans des fondations et de la construction à reprendre. En cas d’impossibilité, il faut les reconstituer grâce aux renseignements recueillis, à des reconnaissances ou à des sondages.

2.2. Sur le terrain Il faut connaître l’état et la nature du sol : homogène, hétérogène, diverses couches, accidents possibles du terrain en profondeur (fontis, carrières souterraines), les caractéristiques physiques et mécaniques, le niveau de la nappe phréatique et éventuellement ses variations dans le temps, etc. Si le terrain n’est pas vierge, il convient d’obtenir du client et de tous les services publics ou privés intéressés (électricité, gaz, AEP, Voirie, etc.) tous renseignements sur les installations diverses qu’il contient.

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3. Technique d'exécution d'une fouille à proximité d'un ouvrage: 3.1. 1er cas: la fouille ne descend pas au dessous des fondations existantes: existantes

Pas de reprise en sous-œuvre,, mais l'enlèvement d'une masse de terre au droit du mur risque de créer des désordres liés à la suppression du contreventement naturel. De plus, le terrain à proximité du mur existant a été remanié lors de sa construction et ne pourra généralement pas servir rvir à porter les futures fondations, d'où la nécessité d'éloigner l'assise du nouvel ouvrage ou de descendre des puits au niveau des fondations du mur existant.

3.2. 2ème cas: la fouille descend au dessous des fondations existantes: existantes

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Il est nécessaire de construire sous le mur existant une nouvelle fondation destinée à reprendre les charges amenées par le bâtiment existant ou de réaliser un contre-voile contre voile (ou voile masque). Le choix de la technique dépend de l'ouvrage à reprendre en sous-œuvre et de la nature du terrain.

3.4. Présence d’une nappe dans la hauteur de l’excavation: Choix d’un écran semi-étanche étanche de type jet grouting en colonnes sécantes Choix d’une injection d’étanchéité en périmétrie et/ou en fond de fouille Choix d’un rabattement préalable pour de faibles hauteurs d’eau (si débit maîtrisable et tassement induit acceptable) 4. Les techniques de confortement des fondations Il existe principalement trois techniques de confortement des fondations. 4.1. La reprise en sous-œuvre : Le principe de base consiste, soit à reporter le niveau de fondation à un niveau inférieur, où le terrain est de meilleure qualité, soit à augmenter la surface de la fondation au niveau, où elle a été initialement réalisée. 4.2. La reprise en sous-œuvre au niveau nive de la fondation: Il peut être nécessaire d’assurer un transfert des charges de part et d’autre de la zone de travail. Ce transfert peut être réalisé de plusieurs façons : longrines ou chaînage horizontal, pontage, étreinte latérale par précontrainte, report eport sur des camarteaux...

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Figure:: augmentation de la surface de la semelle sans surépaisseur. Objectif : augmenter la surface pour réduire la contrainte sur le sol et renforcer le ferraillage de la semelle.

Figure: augmentation de la surface de la semelle avec surépaisseur. Objectif : augmenter la surface pour réduire la contrainte sur le sol, augmenter la rigidité et renforcer le ferraillage de la semelle.

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Figure:: pas d’augmentation de la surface de la semelle Objectif : augmentation entation de la rigidité de la semelle et de la section du poteau (la surface au sol est suffisante vis-à-vis vis vis de la contrainte).

4.3. La reprise en sous-œuvre au niveau inferieur de la fondation : Lorsqu’il existe un substratum compact à moins de 3 mètres de profondeur, une reprise en sous-œuvre sous par plots ou longrines béton peut être appliquée. La technique consiste à terrasser par phase sous les fondations et à placer du béton afin d’approfondir l’assise des fondations jusqu’au substratum compact et insensiblee aux variations hydriques.

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4.4. EXECUTION DES REPRISES EN SOUS-OEUVRE: SOUS On peut considérer que la hauteur d'une RSO est limitée à trois niveaux de sous-sol sous pour un bâtiment d'une hauteur moyenne (R+6), ceci dans le cas de terrains peu déformables (sables, graviers, alluvions anciennes, marnes, caillasse). Cette limitation résulte résulte de la contrainte admissible du sol. Dans le cas de terrain compressible, une étude particulière doit être entreprise. Quelles que soient les méthodes employées, le mur à construire en sous-œuvre œuvre et le terrassement qu'il nécessite doivent être exécutés par petites parties de longueur maximum 1,50 à 2 m en fonction de la nature du terrain. Les phases devront être réalisées en alternance selon le schéma suivant, de façon à assurer la stabilité de la construction existante.

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Voici un rappel de précautions à prendre souvent négligées : • il faut s’assurer qu’il s’agit bien d’un mur continu sur semelle filante. Comme nous le verrons dans un autre exposé, des murs anciens sont parfois appuyés sur un système d’arcs et donc de manière ponctuelle. Un rempiétement traditionnel n’est dès lors pas possible ; • il faut s’assurer de la qualité du sol au niveau de la nouvelle assise des fondations ; • lors du rempiétement, une partie de la fondation est temporairement supprimée, ce qui réduit la surface de fondation ; cette réduction doit être minimale. Il faut que la partie dégagée soit de longueur réduite et que la fouille nécessaire à sa réalisation soit convenablement blindée ; • finalement, la nouvelle fondation va mettre en charge un sol vierge, il en résultera donc un tassement.

Fig. 7a et b : Fouilles de rempiètement étançonnées mais non blindées

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4.5. Difficultés rencontrées lors de la réalisation: • Risque de mauvais remplissage et le retrait du béton pendant la prise n'est pas compensé. Il sera nécessaire de réaliser un matage au mortier entre le dessus de la RSO et le dessous du mur existant. • Le pied de la RSO doit être ancré dans le terrain pour assurer une butée du mur. 9

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Fig.:: Désordres résultant d’un tassement consécutif à un rempiètement peu soigné

Fig. : Déformation et fissuration en façade consécutives à un tassement lors d’un rempiètement

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4.6. Reprises des charges ponctuelles : Etaiement d’un poteau isolé par chevalement sur semelle provisoire.

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5. La confortement des sols par injections Enfin, dans certains sols, il est possible de conforter l’assise des fondations au moyen d’injections de résine. Ces travaux sont très souvent associés à des ouvrages de protection périphérique tels que trottoirs béton, géomembranes, barrières drainantes, destinés à limiter les échanges hydriques au droit des fondations (percolation de l’eau en période pluvieuse et évaporation en été).

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6. La reprise en sous-œuvre par micropieux La reprise en sous-œuvre par micropieux est la plus connue. Cette technique est applicable lorsque l’épaisseur de la couche d’argile sous les fondations est importante.Il s’agit de pieux subverticaux d’un diamètre de 14 cm environ, forés jusqu’à des profondeurs dépassant fréquemment les 10 mètres et composés d’un tube d’armature métallique de forte inertie scellé au terrain au moyen d’un coulis de ciment fortement dosé.

Les micropieux sont exécutés le long des murs porteurs et, dans la mesure du possible, au travers du débord de la fondation. Ils sont disposés en plan au maximum tous les deux mètres. La liaison entre la

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tête du micropieu et la fondation est réalisée au moyen d’un massif ou d’une longrine en béton armé brochée sur la fondation.

Micro-pieux centraux sous radier existant

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