Fondation sur pieux

Points d’article



L’article se concentrera sur la technologie d’érection de fondations sur pieux. Examinons les principaux types de pieux, découvrons de quels éléments ils sont constitués, comment ils sont montés, dans quelles conditions ils sont conçus. Nous comprendrons la mécanique du travail des fondations sur pieux, nous comprendrons tous les avantages et inconvénients.

Si vous êtes intéressé par d’autres types de fondations, nous vous suggérons d’étudier nos autres articles sur ce sujet:

  • Comment vider le site
  • Quel type de fondation choisir
  • Fond de teint en bande. Partie 1: types, sols, conception, coût
  • Fond de teint en bande. Partie 2: préparation, marquage, terrassement, coffrage, armature
  • Fond de teint en bande. Partie 3: bétonnage, opérations finales
  • Fond de teint en bande. Partie 4: assemblage de structures en blocs de béton
  • Fondation de la colonne
  • Fondation de dalle

La grande migration des personnes, attirées par la nature, suit son cours – la construction suburbaine connaît aujourd’hui un véritable boom. Les habitants des mégalopoles développent en toute confiance et systématiquement les zones périurbaines, les construisant de plus en plus densément. Malheureusement, nous n’obtenons pas toujours un site que nous aimons avec une topographie acceptable et de «bons» sols. Il s’avère que toutes les friandises appartiennent déjà à quelqu’un, ou il n’est pas nécessaire d’attendre la stabilité de la terre dans cette région – tourbe, flotteurs ou, pire encore, une sorte de pergélisol. Mais, bien sûr, il y a toujours une issue, dans ce cas, les technologies de la construction civile industrielle et à plusieurs étages sont venues à la rescousse – ce sont des fondations sur pieux, qui sont de plus en plus utilisées dans la construction de maisons privées..

Caractéristiques de l’utilisation des fondations sur pieux

L’idée d’installer des structures sur pieux n’est pas nouvelle, la technologie est connue des gens depuis plusieurs siècles, mais elle est entrée dans une nouvelle étape de développement dans la seconde moitié du XIXe siècle, lorsqu’au lieu de crémaillères en bois, ils ont commencé à utiliser des structures entraînées, poncées et vissées constituées d’une combinaison d’acier et de béton. La fondation sur pieux a sa propre spécialisation claire, il serait incorrect de parler de ses avantages par rapport à d’autres options pour organiser la fondation d’une maison et de les comparer en fonction de ses caractéristiques. Dans les conditions pour lesquelles elle a été développée, la fondation sur pieux n’a pas de concurrents, elle ne peut pas être remplacée de manière fiable par une autre structure. Les pieux peuvent être utilisés sur tout type de sol, à l’exception peut-être des roches et des fondations avec de très forts mouvements horizontaux, cependant, il est techniquement et économiquement possible de les utiliser:

  • pour la construction de bâtiments dans des zones à haut niveau d’eau souterraine;
  • où les couches supérieures de la base naturelle sont caractérisées par une faible capacité portante (tourbières, flotteurs), tandis que les sols denses sont situés assez profondément;
  • à une grande profondeur de gel (latitudes nordiques, pergélisol);
  • sur des pentes raides;
  • si la masse du bâtiment est trop importante (par exemple, bâtiments à plusieurs étages en matériaux lourds).

Fondation sur pieux

Si nous parlons des caractéristiques technologiques et fonctionnelles des fondations sur pieux, nous pouvons formuler les points suivants, dont beaucoup découlent logiquement les uns des autres:

  1. Polyvalence et variabilité (un grand nombre de solutions techniques, il y a toujours un choix pour toutes les conditions).
  2. Grande capacité portante.
  3. Pratiquement aucun travail manuel n’est nécessaire (une mécanisation complète des processus est acceptable).
  4. Industrialisation (il est possible d’utiliser des éléments entièrement fabriqués en usine, le «facteur humain» est minimisé).
  5. Vitesse de construction élevée.
  6. La possibilité de construire à tout moment de l’année.
  7. Absence totale ou minimisation des travaux de terrassement.
  8. durabilité (particulièrement applicable aux structures en béton armé).
  9. efficacité relative (faible consommation de matière – consommation réduite de béton, il n’est pas nécessaire d’enlever et de transporter de grandes masses de terre).

Le principe de fonctionnement et de construction de la fondation sur pieux

Une fondation sur pieux est un groupe de pieux situés sous l’ensemble du bâtiment sous la forme d’un « champ de pieux », ou sous des éléments de construction spécifiques (rangées, « buissons », un par un).

Dans la plupart des cas, dans la partie supérieure, les pieux sont combinés en un seul système à l’aide d’un grillage – un ensemble de poutres (barres transversales), un treillis (cadre) ou une dalle pleine. En plus de stabiliser les piliers de fondation individuels, le grillage est conçu pour répartir uniformément les charges du bâtiment, il s’agit donc d’un élément porteur. Selon qu’il repose sur le sol (peut-être même enterré), ou qu’il y a un espace entre la surface et la poutre / dalle, le grillage est divisé en: bas et haut. Un grillage bas peut également participer au transfert de pression vers le sol (quoique dans une petite mesure), mais il est soumis à des forces de soulèvement et ne peut pas être utilisé sur des sols dangereux à cet égard, ou des coussins complexes sont disposés en dessous. Un grillage élevé ne participe pas directement à l’interaction sol / bâtiment, il n’est donc pas repoussé par les sols en expansion et ne se déplace pas «pour se déchirer» par rapport aux piles. On ne peut pas dire que le grillage fait partie intégrante de la fondation sur pieux, car il existe des structures à tête unique pour chaque pieu..

Tout pieu est un long élément en forme de tige (parfois avec des extensions en différentes parties), à travers le talon et la surface latérale duquel les charges de la partie aérienne de la maison sont transférées au sol. Bien sûr, ici, vous pouvez dessiner un certain parallèle avec les poteaux de la fondation en colonne, seuls les pieux sont posés un ordre de grandeur plus profond, et en raison de leur longueur (lire: la grande surface totale des surfaces latérales), ils agissent sur la base, en utilisant également une force de frottement importante.

Fondation sur pieux

Il est intéressant de noter que les pieux sont installés non seulement strictement verticalement, certains d’entre eux peuvent être situés à certains angles par rapport à l’axe d’aplomb, ce qui permet d’augmenter la rigidité spatiale de l’ensemble de la fondation, car certains de ses éléments fonctionnent différemment en compression, en flexion et en tension. Selon la mécanique de l’interaction avec les sols, les pieux sont divisés en:

  • racks – coupés à travers des couches instables et avec le fond reposant sur une couche dense, peu compressible avec une bonne capacité portante (gravier, roches);
  • frottement (pieux de friction, suspension) – lorsqu’ils sont enfoncés, ils compactent le sol dans la zone de travail et transfèrent la charge sur une base faible uniquement en raison des forces de frottement, l’effet de soutien de l’extrémité inférieure du pieu est insignifiant.

Les pieux sont approfondis de diverses manières.Par conséquent, selon la technologie de l’immersion dans le sol, les pieux sont divisés en plusieurs classes, qui peuvent couvrir, pour ainsi dire, le principal assortiment de choix en génie civil:

  1. Pieux battus – éléments prêts à l’emploi qui sont installés dans une fondation naturelle sans excavation, en les pressant, en vibrant, en martelant.
  2. Les pieux battus sont réalisés sur le chantier en remplissant le puits de béton. Le puits peut être foré ou entraîné (déplacement et compactage).
  3. Les pieux vissés sont des tubes en acier avec des pales au fond. Ils sont vissés dans le sol, après quoi ils sont remplis de l’intérieur avec un mélange de béton..
  4. Piliers – les produits finis sont immergés dans un trou foré.
  5. Pieux de soutien – les produits finis sont installés au fond des fosses, dans des fosses ou des tranchées, après quoi ils sont fixés avec remblayage.
  6. Les pieux d’injection sont obtenus en pompant du béton à grains fins dans le sol sous haute pression.
  7. Les piles de caissons (submergées, bien) sont enfoncées dans la base sous leur propre poids ou avec l’utilisation d’un chargement supplémentaire. En parallèle de l’immersion, le sol est choisi de l’intérieur de la coque.

Fondation sur pieux

Certaines méthodes de battage de pieux impliquent l’utilisation de différents types de coquilles pouvant remplir un rôle spécifique. Ainsi, pour les pieux forés peu profonds, des tuyaux non récupérables en matériau de toiture sont activement utilisés, qui sont à la fois l’imperméabilisation de la partie souterraine et le coffrage au sommet. Dans la technologie des tuyaux mobiles verticalement, la coque agit comme un coffrage, elle est retirée de la coupe parallèlement à l’ouvrage monolithique. Le béton et les pieux ont une coque qui remplit une fonction porteuse. La plupart des puits de pieux ne sont pas équipés de cuvelages – nous avons un contact direct «béton / sol».

Les matériaux les plus traditionnels sont utilisés pour la fabrication des pieux:

  1. Les pieux en bois ont été parmi les premiers à être utilisés, et il faut dire qu’ils ont plutôt bien réussi. Par exemple, dans la construction de supports de ponts à Saint-Pétersbourg, des grumes de conifères d’un diamètre de 20 à 40 cm ont été utilisées, dont certaines ont été bien conservées jusqu’à nos jours. Sur les sols secs, les pieux en bois peuvent normalement remplir leur fonction pendant longtemps, en particulier avec de nouveaux types de traitement, mais, bien sûr, ils ne sont pas en mesure de rivaliser en termes de durabilité avec les produits en béton armé..
  2. Les pieux en béton armé sont les plus populaires en ce moment. Ce sont des produits finis de 3 à 12 mètres de long, le plus souvent ils ont une section carrée solide (de 20×20 à 40×40 cm), bien qu’il existe d’autres options – rondes, prismatiques, triangulaires, complexes. La cage de renforcement pour le produit en béton fini est principalement nécessaire pour résister aux charges de flexion, mais pour l’immersion entraînée, le métal aide également à résister aux charges de choc, par conséquent, le nombre de renforcement structurel transversal aux extrémités du pieu est augmenté.
  3. Les pieux en béton n’ont pas de renforcement complet du corps, mais des cadres en acier sont appliqués au sommet.
  4. Les pieux en béton de gravats peuvent contenir dans leur masse jusqu’à 30% de gravats.
  5. Les pieux métalliques sont des tuyaux ronds ou rectangulaires.
  6. Les combinaisons de différents matériaux sont assez courantes, par exemple, un tuyau en acier d’un pieu vissé est rempli de béton ou une pointe métallique avec des lames est placée sur une bûche en bois.

Fondation sur pieux

Le type spécifique de pieu et la technologie de son immersion sont choisis en fonction de nombreux facteurs, dont les principaux sont:

  • la masse et la structure du bâtiment;
  • capacité portante de chaque élément de la fondation sur pieux;
  • caractéristiques de la base naturelle;
  • conditions de travail sur le chantier (haute densité de construction, étanchéité …).

Bien que tous les pieux énumérés ci-dessus ne soient pas utilisés dans la construction privée, le plus souvent, plusieurs options de fondations sur pieux conviennent pour résoudre un certain problème, puis la plus rentable économiquement est choisie parmi celles disponibles. Nous en reparlerons plus loin..

Construction d’une fondation sur pieux

La construction d’une fondation sur pieux commence par les mêmes opérations préparatoires que lors de la création de toute autre. La zone de travail est débarrassée de la végétation et la couche de gazon est enlevée, les routes d’accès sont préparées, les opérations de drainage et d’assèchement sont effectuées, les matériaux sont importés dans leur intégralité et d’autres problèmes logistiques sont résolus. De plus, les marques des axes du bâtiment et l’emplacement de chaque puits sont pris dans la nature. Nous avons décrit en détail l’étape préparatoire du cycle zéro dans l’article «Strip foundation. Partie 2: préparation, marquage, terrassement, coffrage, armature « .

Naturellement, des études techniques et géologiques préliminaires sont effectuées sur le site, sur la base desquelles toutes les propriétés principales des sols existants sont révélées – leur composition couche par couche, leur capacité portante (compressibilité), le degré et la nature de l’humidité (bilan hydrique). Parallèlement à l’exploration géologique, la charge opérationnelle de la partie aérienne du bâtiment, qui sera appliquée au sol, est calculée.

Une attention particulière est portée aux conditions de travail. Des nuances telles que la présence d’autres bâtiments à proximité qui pourraient être endommagés, ou l’espace exigu sur un chantier de construction, peuvent affecter considérablement le choix d’une technologie particulière..

Fondation sur pieux

Les données obtenues sont considérées dans un complexe, elles deviendront le point de départ dans le développement du projet de fondation sur pieux. La conception de la fondation sur pieux comprendra les points suivants:

  • détermination de la capacité portante du sol et des charges de la structure;
  • sélection du type (section, matériau, construction) des pieux;
  • choix rationnel de la technologie d’immersion (y compris les spécificités de l’équipement);
  • calcul du nombre de pieux requis et de la nature de leur emplacement;
  • calcul de la profondeur de plongée;
  • conception du grillage (hauteur / profondeur, matériau, section);
  • modélisation du travail de la fondation – comparaison des déformations possibles avec celles acceptables;
  • justification économique.

Au fur et à mesure que la série d’articles se développait, nous avons abordé à plusieurs reprises les problèmes de développement des fondations et, lorsque cela était possible, avons formulé des recommandations pratiques à ce sujet: «Strip foundation. Partie 1: Types, sols, conception, coût »ou dans la section Column Foundation Design de la précédente publication Column Foundation. Dans le cas des fondations sur pieux, la situation est beaucoup plus compliquée, principalement du fait que, puisque nous avons choisi et commencé à calculer des pieux, cela signifie que par définition, nous avons affaire à des sols très problématiques et à une maison relativement lourde. Par conséquent, il est préférable de confier la création d’un projet de travail à des organisations spécialisées dans ce domaine, qui utilisent des programmes informatiques de modélisation pour les calculs et sont guidées par les GOST actuels..

Immersion des pieux finis

Nous avons déjà noté que les pieux fabriqués en usine (en règle générale, ce sont des produits en béton) et déjà sous forme finie immergés dans la base sont appelés pieux battus. Cette version de la fondation sur pieux se caractérise par une capacité portante accrue, car le sol près de l’arbre est compacté. Un effet secondaire du déplacement du sol peut être considéré comme la contrainte dynamique émergente dans la fondation, en conséquence, un certain nombre de restrictions sur les conditions de travail. En général, la nature industrielle des pieux d’usine (par opposition aux pieux battus) garantit tous les temps et un taux élevé de construction des fondations, la facilité de la logistique, une faible dépendance à la saturation en eau des sols, une capacité portante élevée (due au compactage) et une faible consommation de matériaux.

Le processus d’enfoncement des pieux dans le sol est effectué à l’aide de marteaux massifs (la masse de la partie de frappe est de 1,5 à 9 tonnes) installés sur des véhicules automoteurs lourds. Les pelles hydrauliques et à câble, les grues sur chenilles, qui ont un mât de guidage rotatif et un marteau diesel, mécanique ou hydraulique se déplacent le long de celles-ci sont couramment utilisées. Les marteaux vibrants et les marteaux vibrants, les installations de pressage peuvent également être utilisés comme équipement d’empilage..

Pieux en béton armé

Le cycle d’enfoncement du pieu battu ressemble à ceci: la machine saisit le pieu et le tire vers le haut – le pieu monte et est enfoncé dans le châssis en coprah – la partie d’impact du marteau agit sur le produit et l’enfonce dans le sol. Il existe plusieurs façons d’influencer.

Si un marteau diesel est utilisé, le travail principal est effectué de manière cyclique, selon le principe du moteur à combustion interne (le percuteur tombe d’une hauteur, le mélange de carburant s’enflamme, le marteau est soulevé en raison du recul).

L’abaissement et le soulèvement de la partie active du marteau hydraulique se produisent grâce à l’hydraulique – il n’y a pas de chute ni de recul, ce qui permet un réglage fin de la fréquence et de la force d’entraînement.

Des vibrateurs lourds sont fixés à la tête du pieu et lui donnent des vibrations dirigées le long de l’axe de son tronc. Le travail des équipements vibrants est effectué par une station hydraulique ou un moteur électrique à mécanisme excentrique.

Dans la conception des presses SVU, les principaux éléments sont: des vérins hydrauliques de la course de travail et de la course inverse, ainsi qu’un châssis de chargement pour suspendre la charge d’ancrage. Le principe de fonctionnement de ces installations est l’application d’une pression statique constante.

Le battage de pieux à impact est à juste titre considéré comme la méthode de battage la plus rapide et la moins coûteuse (à partir d’environ 300 roubles par mètre linéaire), cependant, il s’accompagne d’un niveau important de bruit et de vibration du sol, il ne peut donc pas être utilisé dans des bâtiments denses ou, par exemple, dans des zones de glissement de terrain. Un autre point important – vous avez besoin d’un site assez grand (environ 15×35 mètres).

Fondation sur pieux

L’approfondissement des pieux par indentation est utilisé si le chantier de construction est situé dans la partie historique de la ville, à proximité de bâtiments délabrés ou d’urgence, sur des sols en mouvement. L’avantage incontestable de l’indentation est la grande précision de l’enfoncement du pieu, préservant l’intégrité de sa tête, la capacité de mesurer la capacité portante de chaque élément de fondation en temps réel, la compacité (vous pouvez travailler dans des conditions exiguës – un site mesurant 10×10 mètres, jusqu’à la structure la plus proche – à partir de 1 mètre). Les piles d’angle et latérales peuvent également être enfoncées en appuyant sur. Cette technologie est un peu plus chère – environ, à partir de 800 roubles par mètre courant.

Nous avons examiné les principes de l’immersion de puissance de la pile finie; c’est, pour ainsi dire, l’action principale. Cependant, il est à noter qu’avant le début de l’immersion de masse des puits, des pieux d’essai sont installés sur le site, qui, après plusieurs jours de maintien (de 1 à 10, selon les caractéristiques du sol), sont soumis à des essais expérimentaux. Le pieu est soit frappé avec un marteau (méthode dynamique), soit chargé par étapes (méthode statique), après quoi le tassement est mesuré. Le but de cette étape est de déterminer la capacité portante réelle de chaque élément de la fondation sur pieux. Sur la base des résultats obtenus, soit les calculs de conception sont confirmés, soit la longueur, la section, la quantité et le système du champ de pieux sont ajustés..

Le forage principal peut être utilisé pour optimiser le processus d’enfoncement des pieux finis. Cette procédure permet de réduire la charge au sol, de réduire le bruit et les vibrations, d’utiliser des forages plus longs et de passer des couches de sable de plus de 2 mètres d’épaisseur. Les trous de forage ont un diamètre inférieur à la section transversale des produits en béton armé, ils n’atteignent pas l’élévation de conception du fonçage du pieu de 0,5 à 1 mètre de profondeur.

Fondation sur pieux

Si le pieu s’arrête pendant l’immersion (le phénomène est appelé «rupture»), alors l’excédent de sa partie aérienne est enlevé, et la partie enterrée est testée pour la conformité avec la capacité portante de conception. Si des résultats insatisfaisants sont obtenus, une pile supplémentaire en double est installée à proximité.

Après avoir créé le champ de pieux, le béton de tous les pieux est coupé à la même hauteur, les éléments de la cage d’armature peuvent être conservés et repliés pour la ligature avec la structure de grillage.

Lors du choix d’une organisation pour la construction d’une fondation sur pieux, il est impératif de prendre en compte les caractéristiques de l’équipement de l’entrepreneur – poids (pression spécifique du train de roulement sur la base), caractéristiques du marteau.

Fabrication de pieux battus

Les pieux battus sont fabriqués à partir de béton directement sur le chantier. Ces fondations sont plus difficiles à fabriquer et plus chères (à partir de 23 000 roubles par mètre cube); lors de la construction, elles dépendent fortement des conditions météorologiques et de l’équilibre hydrique du sol. L’avantage des pieux monolithiques peut être considéré comme la possibilité de construction à proximité des bâtiments, ainsi qu’à l’intérieur des bâtiments (pour la reconstruction, le renforcement des fondations). De plus, il existe des options pour ne pas utiliser d’équipement lourd sur le site – parfois vous pouvez le faire avec une perceuse motorisée ou même à main (si le diamètre de conception est jusqu’à 30 cm). Nous ajoutons que lors de l’organisation de l’expansion du talon, il est possible d’augmenter considérablement la capacité portante du pieu et de la fondation dans son ensemble. En principe, le processus de montage d’un pieu foré commun comprend les opérations suivantes:

  1. À l’aide d’une vis avec un trou de forage, des puits sont creusés dans le sol. Il existe de nombreuses options pour produire un puits avec une méthode de percussion – en déplaçant le sol par pilonnage vibratoire, martelage de coquilles récupérables / non récupérables.
  2. Une cage de renfort est placée dans le puits.
  3. Avec des vérins, un tuyau en béton est introduit dans la cavité, au-dessus de laquelle un entonnoir de réception est installé.
  4. Le béton est introduit dans le puits, le tuyau est extrait au fur et à mesure que le puits est rempli.
  5. Le béton est compacté par compactage mécanique, pneumatique ou hydraulique.
  6. La tête de la pile est formée (conducteur d’inventaire).
  7. Le pieu est déposé jusqu’à ce que le mélange de béton ait complètement durci.
  8. Si nécessaire, les têtes de pieux sont coupées à la hauteur prévue.

Fondation sur pieux

Pour la plupart des étapes de la production de pieux battus, SNiP 3.02.01-87 «Structures, fondations et fondations en terre» et SNiP 3.03.01-87 «Structures portantes et enveloppantes» peuvent être appliqués. Vous pouvez trouver de nombreuses informations utiles dans notre article « Fondation de colonne », ainsi que « Fondation de bande. Partie 3: bétonnage, opérations finales « .

Pieux vissés

Ce type de pieu est unique, car il s’agit d’une classe à part entière en termes de méthode de construction et d’immersion. Le pieu vissé est un tube en acier (diamètre 50–300 mm, épaisseur de paroi de 3–6 mm, longueur d’une seule pièce jusqu’à 12 mètres) avec une extrémité pointue, au corps duquel une lame spéciale est soudée, et une tête métallique à l’extrémité de la partie aérienne. De nombreux fabricants enduisent leurs produits de composés anticorrosion à base de résines époxy, la durée de vie des pieux vissés de haute qualité est déclarée par eux comme « 150 ans ou plus.

Pieux vissés

Les avantages technologiques et fonctionnels des fondations sur pieux vissés sont considérés comme:

  • vitesse de construction élevée;
  • immersion sans choc;
  • la possibilité d’une installation manuelle;
  • précision de l’installation;
  • manque de terrassement;
  • résistance sismique;
  • haute résistance aux forces de soulèvement du gel (surface latérale lisse avec une petite surface totale).

Les pieux vissés sont montés par vissage et l’utilisation d’une charge supplémentaire à action verticale n’est pas nécessaire. Par conséquent, l’immersion du pieu vissé peut se faire avec un outil motorisé ou même manuellement. Si nécessaire (couches sableuses, plus grande profondeur), un forage pilote de puits auxiliaires peut être utilisé. Tout comme les pieux battus, cette méthode de submersion permet au sol d’être compacté autour du puits. Selon le diamètre du produit, la surface de la lame, l’épaisseur de la paroi, chaque pieu peut résister à une pression de 1 à 30 tonnes.

Fondation sur pieux

Les pieux installés sont coulés de l’intérieur avec du béton d’une résistance de M300 et plus. Pour améliorer la capacité portante, la cavité d’un gros tuyau peut être renforcée avec un cadre en acier.

Après avoir installé tout le champ de pieux, les corps des pieux vissés sont coupés en hauteur, les têtes de la conception requise sont montées et soudées dessus, ce qui dépend du type de grillage (pour une barre ou la première bûche de couronne, pour un linteau en béton armé, pour une dalle monolithique).

C’est à peu près ainsi que nous voyons les fondations sur pieux modernes. Bien sûr, il était possible de décrire loin sur tous les types de pieux, mais pour comprendre dans quelle direction se déplacer et, par conséquent, faire le bon choix, il devrait y avoir suffisamment d’informations. Suivant en ligne, nous avons une fondation monolithique en dalle.

Évaluer l'article
( Pas encore de notes )
Partager avec des amis
Conseils d'experts sur n'importe quel sujet
Ajouter un commentaire

En cliquant sur le bouton «Soumettre un commentaire», j'accepte le traitement des données personnelles et j'accepte la politique de confidentialité