Sol Gonflant PDF [PDF]

Zitiervorschau

ROYAUME DU MAROC W X W X W X MINISTERE DE L'EQUIPEMENT ET DU TRANSPORT W X W X W X DIRECTION DES EQUIPEMENTS PUBLICS

GUIDE DE PATHOLOGIE EN BATIMENT PARTIE 1 : GROS ŒUVRE SECTION 1 : GROS ŒUVRE

SOMMAIRE PRESENTATION

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PRESENTATION

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1/11 INTRODUCTION

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1/12 MOUVEMENT DU SOL/TASSEMENT

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1/121 DEFINITION

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1/122 ORIEINES ET CAUSES DU TASSEMENT DU SOL

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1/123 LES REMEDES

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I /13 MOUVEMENT DU SOL/GONFLEMENT ET RETRAIT DU SOL

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1/131 CAUSES ET ORIGINES

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1/132 CONSEQUENCES

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1/133 REMEDES

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1/14 PORTANCE DES SOLS

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1/141 REMEDES

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1/15 EXCAVATION MITOYENNE

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1/151 ORIGINE ET CAUSE

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1/152 CONSEQUENCES

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1/153 REMEDES

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1/16 CAUSES DIVERS

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1/17 SOLUTIONS ENVISAEEABLES ET REMEDES

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Présentation Le bâtiment est constitué d'ouvrages et d'équipements diversifiés qui sont en interaction mutuelle et qui font appel à plusieurs disciplines. En effet, on y rencontre la structure porteuse, les éléments de séparation, l'étanchéité, la menuiserie, la plomberie... Toute défaillance de l'un de ces constituants peut affecter les autres parties. D'autres facteurs agissent sur le fonctionnement du bâtiment et le rendent plus complexe, tel que : x

L'environnement qui comporte le sol de fondation et les conditions climatiques (humidité, salinité, vent...). x

La conception du bâtiment qui conditionne la nature et le mode du bâtiment à adopter (maçonnerie/béton armé...). x

Le mode d'exécution qui conditionne la nature des matériaux et leur mise en œuvre. x

Les modalités de conservation du bâtiment qui conditionnent l'entretien et la maintenance des différents éléments qui le constituent.

Cela explique les efforts à déployer pour orchestrer et mettre ensemble les différentes technologies liées et qui ont été énumérées ci-dessus. Pour faire face à cette situation, les pouvoirs publics et les professionnels ont élaboré des règlements et des nonnes qui spécifient les méthodes de calcul, les caractéristiques des matériaux à mettre en œuvre et la méthode d'exécution. x

Règles de calcul de béton armé. x

Nonnes de matériaux x

Documents techniques unifiées

D'autres efforts ont été également fournis par l'élaboration de guides afin de sensibiliser les différents intervenants sur l'importance de l'entretien et de la maintenance permettant d'assurer la durabilité et les borines conditions d'exploitation. Malgré ces progrès, le bâtiment reste généralement affecté par des désordres de différentes natures qui intéressent l'ensemble des ouvrages et équipement. Cette pathologie tien au fait à des points et des phénomènes qui sont parfois non maîtrisés par la construction et ce soit par la non prise en compte des dispositions réglementaires, (négligence, ignorance) soit par l'inadéquation de certaines spécifications à des problèmes particuliers. L'intérêt donc d'une étude pathologique est de permettre de présenter les différents cas de désordres et d'essayer d'analyser et de comprendre les origines qui les ont amenées, tout cela dans le but de pouvoir améliorer les règles de l'art de construction. Le présent document analysera la pathologie en bâtiment que ce soit en gros œuvre ou en second œuvre. Pour pouvoir comprendre les désordres les plus courants ; nous avons pris le soin de présenter : Les différents types de bâtiments rencontrés au Maroc et le rôle des différents éléments qui les constituent. 2

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..Les différents types de matériaux utilisés au niveau des gros œuvre et du second œuvre.

Et ce dans l'objectif de pouvoir relier les désordres présentés aux spécificités des bâtiments et des matériaux utilisés. Le guide a été élaboré par une équipe de spécialistes du LPEE en se basant sur des cas concrets. Les solutions indiquées ont été souvent recommandées par le Laboratoire. Dans tous les cas, ce guide ne pourra se substituer aux expertises qui permettent de connaître l'origine des désordres pour chaque cas spécifique et recommandent les solutions eda: ées. L'élaboration de ce document a fait appel à la contribution des spécialistes suivants : Chapitre 1.1 Fondations

Auteurs M. EJJAOUANI M. MANSOURI 1.2 Structures M. ACHARHABI Melle BENNAM M. MALTI 2.1 Enduits M. EL KORTBI 2.2 Revêtements M. MRAISSI 2.3 Etanchéité M. CHAREF 2.4. Peinture M. FATTAHI 2.5. PlomberieM. FIKRI sanitaire M. DOUBLAI 2.6. Menuiserie M. NOUARI M. HARCHICH M. BENJELLOUN 2.7. Electricité M. BEN ABDERRAZIK M.ABOUNACER La coordination est assurée par : M. EL KORTBI M. LBESSILI M. MRAISSI Melle BABA La mise en forme final par : Mme KHALFI M. MAHYAOUI Melle SIDKI M. LEMSSOUGUER

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Centres du LPEE CES CES CERS CERS CERS CRR Bâtiment CRR Bâtiment CEM CEM CEM CEM CEB CEB CEB CEEE CEEE

PRESENTATION L'objectif de cette partie est de sensibiliser les différents intervenants sur les désordres qui affectent les bâtiments et qui peuvent résulter du comportement du sol. Aussi, après une brève présentation des statistiques montrant une nette implication du sol, nous allons traiter les différents facteurs qu'on rencontre fréquemment qui résultent soit des tassements soit des gonflement-retrait. Ensuite, nous traiterons les origines et les causes en vue de déboucher sur les solutions et les principaux remèdes et dispositions constructives.

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1/11 Introduction Le diagnostic d'un bâtiment n'est pas une tâche simple et évidente. La reconnaissance des dégradations pouvant affecter un ouvrage nécessite un suivi minutieux et permanent de celui-ci, afin de pouvoir reconnaître et classer chaque désordre suivant sa nature et son origine. Souvent un diagnostic peut avoir son explication dans le concours de plusieurs phénomènes à la fois. Ainsi les origines d'un désordre peuvent être multiples, mais la conséquence est pratiquement la même : La fissure, c'est la ou réside la difficulté de l'analyse pathologique, puisque cette fissure peut être causée par une variation mécanique, thermique, hygrothermique ou par l'ensemble de ces trois facteurs. Une étude statistique se basant sur le dépouillement de 200 dossiers de cas pathologiques traités par le Laboratoire a donné les résultats suivants : 1234567-

Origine des désordres Matériaux défaillants Variation dimensionnelle Défauts étude Etanchéité Défauts d'exécution Mouvement du sol Divers (effondrement, incendie, explosion, vibration)

Pourcentages 18 % 7% 6% 23 % 17 % 28 % 1%

Tableau n1/11 : Différentes origines de désordres. Nous remarquons que le tiers des désordres est dû à des mouvements excessifs du sol par rapport à la structure réalisée ou à une structure non adaptée au sol de fondation. Si on étudie les mouvements du sol en fonction de la nature de celui-ci, on trouve les résultats suivants : Nature du sol

Pourcentage

Sol compressible

20 %

Sol gonflant

57 %

Sol affaissable

22 %

Glissement de terrains

1%

Tableau n01/12 : Désordres dus aux mouvements du sol en fonction de sa nature. On remarque que les sols gonflants ont le plus grand pourcentage. Ceci est dû à deux raisons essentielles : x

Les sols gonflants sont assez répondus au Maroc x

Les dispositions prises contre le gonflement sont assez particulières et souvent mal réalisées voire inexistantes.

Dans le tableau suivant, on donne la répartition par type de désordre et par région : 5

Casablanca Mohammedia Rabat/Salé Mekhnès El Jadida Settat/Berrechid Fès Tanger Kenitra Safi

Matériaux Variation Etude Défaut Défaut Mouvemen Divers défaillants dimensionnelle défaillante d'étanché d'exécution t du sol 21 5 17 29 21 2 5 9,5 9,5 18 3,5 14,5 9,5 12 12,5 31,5 5 14 14 Tableau n' 1/13 : Répartition par

9,5 38 3,5 18 9,5 9,5 4 17 21 22 7 7 29 type de désordre et

19 14 19 25 16 33 36 par région.

14,5 43 38 29 26,5 45 22 71

A travers ce tableau, à part les régions de Rabat, Casablanca et Mohammedia, où le sol ne pose pas de problèmes particuliers. Les pourcentages des désordres dus au sol sont importants dans les autres villes.

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1/12 Mouvement du sol/Tassement

1/121 Définition Un tassement est une déformation verticale qui se produit lorsqu'on sollicite un sol par des surcharges. Cette déformation dépend de plusieurs paramètres, on peut citer : x

Les charges appliquées. x

La nature du sol. x

Les dimensions et la forme des fondations. x

Le temps. x

La nature des fondations et de la structure.

Si ces déformations sont uniformes, on ne devait pas avoir de désordre au niveau de la structure. Mais, ce sont les tassements différentiels qui causent les désordres.

1/122 Origines et causes du tassement du sol Parmi les causes donnant naissance à des tassements différentiels, on peut citer : x

Hétérogénéité naturelle du sol. x

Approche des calculs de tassement qui donnent une valeur approchée de la valeur réelle. x

Fondations hétérogènes faites sans précautions spéciales (tassements différentiels amenant des basculements d'ouvrages ou des ruptures partiels). x

La figure n`1/11 et les photos suivantes illustrent d'autres causes éventuelles du tassements du sol.

Fig n° 1/11: Remblais instables (insuffisamment tassé)

Photo n ' 1/11: Absence d'étude de sol.

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Photo n 1/12 : Présence de sol affaissable

Photo n1/13 : Présence d'eau ou venue d'eau modifiant les caractéristiques du sol.

Photo n ' 1/14 : Défauts de réalisation.

1/123 Les remèdes Pour prémunir aux aléas du sol, il faut : x

Réaliser une étude géotechnique spécifique à l'ouvrage la plus complète possible, une fois l'étude est faite, le bureau d'étude se concerte avec le géotechnicien pour donner un avis sur le mode de fondation adaptés tout en respectant les recommandations données.

En cas de sol affaissable, on peut prendre les dispositions constructives suivantes : x

Étancher les alentours de la construction pour éviter les infiltrations localisées d'eau. x

Eviter de faire circuler les canalisations sous la construction. x

Adopter un faible taux de travail pour le sol de fondation. x

Adopter une structure souple dans l'ensemble et rigide par blocs avec des joints traversant les fondations. x

Traiter le terrain par recompactage pour qu'il soit moins affaissable.

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I /13 Mouvement du sol/gonflement et retrait du sol x

Quant on parle de sol argileux, c'est en général un sol qui contient plus de 50 % des inférieurs à 80ym, mais la proportion des argiles au sens géotechnique est le pourcentage des inférieurs à 2pm. Ce pourcentage ainsi que la nature des minéraux (activité) sont déterminants pour le gonflement. x

Le gonflement évolue dans le temps et peut durer plusieurs années, mais il n'y a de désordre que s'il y a gonflement différentiel excessif entre appuis.

1/131 Causes et origines Le gonflement est dû toujours à une variation de la teneur en eau du sol, et en particulier à une absorption d'eau plus ou moins importante selon la nature de l'argile. C'est cette variation de la teneur en eau, qui cause les gonflements différentiels.

1/132 Conséquences Lorsque le seuil du mouvement différentiel est dépassé, on assiste à des fissures caractéristiques en V. Les désordres induits sont en général de plusieurs types selon chaque cas particulier, fonction de la structure et des fondations. On va analyser 4 types de fondations les plus fréquentes:

Fig n° 1/12 Bâtiment sur semelles isolées. 2- Radier général

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Fig n° 1/13 : Bâtiment sur semelles continues. 3- Puits courts.

Fig n° 1/14a : Tassement différentiel à l'angle.

Fig n° 1/14b : Gonflement différentiel à l'angle.

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Fig n° 1/14c : Gonflement différentiel au centre

Fig n°1/14d: Fissures dues à l'effort de flexion. 4- Semelles continues (filantes).

Fig n° 1/15a: Fissures de cisaillement dues à un gonflement.

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Fig n ° 1/15b: Fissures diagonales dues à un tassement.

Fig n° 1/15c : Fissures diagonales de cisaillement dues à un tassement différentiel.

1/133 Remèdes En cas de sol gonflant, il faut prendre les dispositions suivantes : x

Etancher les alentours de la construction. x

Adopter des couches tampons de sol stable. x

Eviter de faire circuler les canalisations sous la construction. x

Adopter une structure souple dans son ensemble et rigide par blocs avec oies joints ne dépassant pas 15 m.

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1/14 Portance des sols Les désordres dus à la portance du sol sont très rares au Maroc, grâce à la nature consistante des sols. Pour les ouvrages où la descente de charge est importante, il y'a en général une étude géotechnique, ce qui nous permet de ne pas aller a des charges excessives. Toutefois, on a recensé quelques cas pathologiques sur des sols mous, dans la région de Tanger.

Photo n ° 1/15 : Effondrement du à la portance insuffisante du sol.

1/141 Remèdes En cas de sol mou, il faut traiter le terrain par : x

Colonnes en gros béton dans le but d'apporter une résistance mécanique supplémentaire au sol de fondation x

Prechargement avec éventuellement des drains pour accélérer les tassements.

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1/15 Excavation mitoyenne

1/151 Origine et cause Plusieurs effondrements ont eu lieu à cause des excavations. En effet, l'exécution d'une fouille verticale se traduit par la suppression d'une butée (F) qui tient la partie AB.

Fig n° 1/16 Effet de l'excavation d'une rouille.

1/152 Conséquences Dans le cas cd la résistance du sol ne permet pas de reprendre la butée supprimée, on assiste à un effondrement du sol qui se prolonge jusqu a un talus limite d'équilibre. Si la construction ou ses fondations se trouvent dans l'emprise de l'effondrement, elles s'effondrant aussi.

1/153 Remèdes Dans le cas où le sol de faible résistance, il faut prévoir un soutènement.

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1/16 Causes divers x

Construction sur une pente x

Construction à proximité de falaise instable.

Photo n° 1/16 : Blocs instables a proximité des constructions. Cette instabilité peut être causée par : x

Une carrière exploitée et abandonnée. x

Une circulation d'eau provenant des constructions en crête. x

Une altération naturelle des roches en place. x

L'emplacement de la falaise (falaises longeant le littoral).

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Photo n° 1/17 : Fissuration intense affectant la falaise. Construction sur des vides qui peuvent être : ™ Naturels : Karstification qui résulte d'une dissolution naturelle due à une circulation d'eau en présence de formations solubles tels que le gypse, le sel et le calcaire.

Photo n° 1/18 : Karst causé par la dissolution du gypse. - Artificiels : dû à une exploitation souterraine.

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Photo n° 1/19 : Exploitation souterraine par foudrage.

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1/17 Solutions envisageables et remèdes x

En cas de Karst, il faut faire un traitement par injection. x

En cas de grottes artificielles, la solution envisagée est un remplissage en gros béton au droit des appuis. x

Il faut éviter des exploitations souterraines si l'effondrement n'est pas encore terminé. Dans le cas contraire, il faut adopter une structure très souple dans l'ensemble. x

Il faut adopter, dans le cas d'une falaise, des moyens pour stabiliser la falaise, et s'éloigner au maximum de la crête. x

Dans certains ouvrages de faible importance et qui sont très dégradés, la solution destruction et remplacement par un autre ouvrage s'avère souvent la plus économique.

Pour les solutions de réparation, deux cas se présentent : x

Si on juge qu'il n'y a plus d'évolution, on se contente de réparer les éléments touchés. x

Dans le cas contraire, on peut agir a deux niveaux : ™ Au niveau du sol, en le rendant stable moyennant des solutions de soutènement ou de traitement (injection, drainage, soutènement). ™ Au niveau des fondations, par une reprise en sous-œuvre en les descendant à un niveau stable. Une solution par micropieux peut être très efficace.

Une fois la fondation stabilisée, on répare les dommages affectant la structure. Dans le cas où les mouvements sont répétitifs, cas du gonflement-retrait, on peut soit adopter l'une des solutions envisagées ci-dessous, soit adopter les dispositions constructives données relatives au sol gonflant, avec une rigidification supplémentaire de la structure.

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