Fiche de révision : Dallages et fondations en génie civil

📋 Plan du Cours

1. Exécution du dallage sur terre-plein
2. Conception et joints du dallage
3. Fonctions et constitution du dallage
4. Fondations profondes et cuvelage
5. Radiers et cuvelage étanche
6. Semelles excentrées et réalisation
7. Semelles sur poteaux et terrains pentus
8. Fondations superficielles et semelles
9. Choix et reconnaissance des fondations
10. Entreprises et règles de construction

📖 1. Exécution du dallage sur terre-plein

★ À maîtriser

• L’exécution d’un dallage comprend la réalisation préalable des travaux de chantier, la pose des gaines techniques, la mise en forme compactée, la pose de l’isolant ou du sable, le film étanche, les armatures et le bétonnage.

Compléments

• Les gaines techniques comprennent :

  • les évacuations d’eaux vannes
  • les évacuations d’eaux usées
  • les gaines de câbles électriques
  • les gaines de courants faibles
  • les gaines d’adduction d’eau

• La pente indiquée pour les évacuations d’eaux usées est de 3 cm par mètre.

• Les appareils de compactage sont : le rouleau vibrant, la pilonneuse, la plaque vibrante, pour un compactage léger près des murs de fondation

• Le bétonnage du dallage comprend la mise en place de guides, puis le dressage de la dalle à l’aide de règles surfaçeuses glissant sur ces guides.

💡 Astuce mémo

Gaines, forme, isolant, film, armatures, bétonnage

📖 2. Conception et joints du dallage

★ À maîtriser

📌 Dans une dalle indépendante des murs, le terrain et la forme en tout-venant sont les seuls porteurs, tandis qu’une dalle portée prend aussi appui sur les murs d’infrastructure.

• La protection contre l’humidité du dallage est assurée par une feuille de polyéthylène d’épaisseur minimale de 200 µm.

📌 Les joints de retrait et de construction délimitent des panneaux dont la diagonale est inférieure à 7 m pour les dallages non couverts lors de leur exécution et à 8,50 m pour les dallages couverts.

Compléments

• La dalle en béton armé indépendante des murs a une épaisseur minimale de 12 cm.

• Dans une dalle indépendante des murs, la désolidarisation périphérique est de 2 à 4 cm et l’isolant périphérique continu a une épaisseur minimale de 2 cm.

• Les exemples de joints recommandés sont :

  • le joint scié de retrait
  • le profilé plastique de retrait
  • le joint à embrèvement de construction
  • le joint en cornière de construction

• Une dalle portée nécessite des renforts d’armature sur appui, appelés aciers de chapeau, et peut nécessiter un rupteur de pont thermique.

💡 Astuce mémo

Dalle indépendante des murs ≠ dalle portée sur les murs

📖 3. Fonctions et constitution du dallage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dallage : Revêtement homogène épais réalisé avec un matériau posé sur le sol.

★ À maîtriser

• Le dallage supporte les charges et les surcharges de l’ouvrage.

• Le film étanche du dallage empêche les remontées capillaires d’humidité.

• La constitution indicative du dallage comprend, du haut vers le bas : une dalle en béton armé de 12 à 15 cm, un treillis soudé, un film étanche de 200 µm, éventuellement insecticide, une forme de sable de 4 à 6 cm ou un isolant jusqu’à 20 cm, une forme en tout-venant d’au moins 15 cm, le terrain naturel

Compléments

• Dans les départements concernés par les termites, le film étanche est enduit d’un insecticide.

• L’isolant thermique freine les déperditions de chaleur vers l’extérieur.

📌 Le dallage ne doit pas laisser apparaître de fissures et doit respecter les normes de planéité du DTU.

📖 4. Fondations profondes et cuvelage

🔑 Notions clés & Définitions

• Cuvelage : Radier surmonté de murs périphériques formant un caisson étanche qui s’oppose au passage des eaux du sous-sol vers l’intérieur.

★ À maîtriser

📌 Le cuvelage à revêtement d’imperméabilisation utilise un écran intérieur adhérant au support, le cuvelage à structure relativement étanche admet un léger passage d’eau éventuellement récupéré, et le cuvelage à revêtement d’étanchéité applique à l’extérieur de la structure un revêtement résistant aux poussées d’eau.

• Les critères de choix du cuvelage sont :

  • la destination des locaux
  • l’accessibilité et l’entretien du revêtement
  • l’adaptation au site
  • les risques de la phase de construction

• Une fondation profonde est envisagée lorsque le sol sous le dernier niveau excavé a une contrainte admissible trop faible ou présente un risque de tassement nuisible pour la structure.

📌 La résistance de pointe mobilise la base du pieu comme un fond isolé, tandis que le frottement latéral équilibre la charge verticale par les forces exercées sur sa surface latérale.

📌 Pour éviter la flottabilité d’un cuvelage, le rapport du poids de l’ouvrage, radier compris, au poids du volume d’eau déplacé doit être supérieur à 1,05.

Compléments

• Le cuvelage à revêtement d’imperméabilisation peut être assuré par un mortier hydrofugé comportant au minimum une couche d’accrochage et une couche continue d’imperméabilisation.

• Le cuvelage à structure relativement étanche utilise un hydrofuge de masse et admet un débit d’eau réglementé.

• Le revêtement d’étanchéité extérieur doit pouvoir s’adapter aux légères déformations ou fissurations de l’ouvrage et respecter les dispositions du DTU 43.1.

• Le cours distingue les puits de diamètre d’au moins 80 cm et de profondeur inférieure à 8 m des pieux, dont le diamètre est généralement inférieur à 80 cm.

• En général, un pieu travaille à la fois par résistance de pointe et par frottement latéral.

• Si la condition de flottabilité n’est pas remplie, les solutions indiquées sont l’ancrage du bâtiment par des tirants dans un sol résistant ou la conception d’un ou plusieurs niveaux inondables.

💡 Astuce mémo

La pointe porte par la base ; le frottement porte le long du pieu

📖 5. Radiers et cuvelage étanche

🔑 Notions clés & Définitions

• Radier : Système de fondation superficielle offrant une surface d’appui continue sous un ouvrage.

★ À maîtriser

📌 Le radier est utilisé lorsque la force portante du sol est insuffisante, lorsque l’on veut limiter les tassements différentiels ou lorsque les niveaux en sous-sol sont sous la nappe phréatique, auquel cas un radier étanche est obligatoire.

Compléments

• Pour approcher une répartition uniforme des réactions du sol, le radier doit être très rigide.

📌 Le radier dalle, ou radier plat, a une épaisseur d’environ 0,60 m, tandis que le radier nervuré correspond à un plancher à poutres inversées.

📌 Dans une structure souple constituée de parties de hauteurs différentes, des joints sont prévus entre les parties afin d’éliminer les efforts parasites, notamment les moments.

📖 6. Semelles excentrées et réalisation

★ À maîtriser

📐 Formule - Le moment dû à l’excentrement de la charge est $M = P_1 \times e_0$.

📌 Une semelle soumise à une charge excentrée est en équilibre si le sol peut reprendre l’effort vertical et le moment appliqués.

• La réalisation d’une semelle filante comprend le terrassement, le coffrage éventuel, le béton de propreté, le ferraillage et le bétonnage.

Compléments

• Lorsque le moment est important, une poutre de redressement bloque la rotation de la semelle et transmet les efforts résultant de l’excentrement jusqu’à la file voisine.

• La poutre de redressement est calculée en supposant l’action du sol uniformément répartie sous la semelle.

• Le béton de propreté est un béton maigre dosé à 150 kg de ciment par m³ et protège le béton de fondation contre la pollution par le sol.

💡 Astuce mémo

L’excentrement crée un moment ; la poutre de redressement limite la rotation

📖 7. Semelles sur poteaux et terrains pentus

★ À maîtriser

• Les semelles isolées sous poteaux supportent des charges concentrées et peuvent être carrées, rectangulaires ou circulaires.

📌 Sur un terrain en pente, une semelle doit être réalisée en redans pour rester horizontale.

Compléments

• Les dimensions d’une semelle isolée sont homothétiques à celles du poteau qu’elle supporte.

• Pour une semelle rectangulaire, les armatures sont déterminées par la méthode des bielles dans les deux directions et disposées en treillis.

📌 Lorsque la stabilité d’ensemble est assurée, la pente entre deux fondations voisines doit être inférieure à 2/3.

📖 8. Fondations superficielles et semelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Fondation superficielle : Fondation dont la hauteur est faible devant les autres dimensions et dont la profondeur n’excède généralement pas 2 à 3 m.

★ À maîtriser

• Les semelles filantes sont disposées sous les murs, éventuellement sous les poteaux, tandis que les semelles isolées sont disposées sous les poteaux.

• Les fondations doivent être assises sur un sol homogène après décapage des terres végétales et des remblais récents susceptibles de tasser.

• Le niveau d’assise des fondations doit être suffisamment profond pour se situer hors gel et éviter les dégradations dues aux cycles de gel et de dégel.

• Une semelle est flexible lorsque $h < \frac{b' - b}{4}$ et rigide lorsque $h > \frac{b' - b}{4}$.

📐 Formule - La surface de la semelle doit vérifier $S \geq \frac{F}{q_d}$, où S est la surface d’appui, F la charge pondérée et q_d la contrainte de calcul admissible du sol.

Compléments

📐 Formule - Pour une altitude A supérieure à 150 m, la profondeur hors gel vérifie $H = H_0 + \frac{A - 150}{4000}$, où A est l’altitude en mètres.

• Pour un bâtiment situé à 250 m NGF dans le Gard, avec H₀ = 0,50 m, la profondeur hors gel calculée est de 0,525 m, arrondie à environ 0,55 m, et la cote indiquée est Z = 249,45 m.

• Pour une semelle isolée, S est le produit de la longueur par la largeur ; pour une semelle filante, S correspond à la largeur multipliée par 1 m.

📌 Une semelle continue sous un mur peut ne pas comporter d’armatures transversales si le mur transmet des charges uniformes et centrées et si la hauteur hF est au moins égale à deux fois le débord a.

• Les semelles filantes comportent généralement un chaînage longitudinal de 4 HA8 pour assurer leur continuité en cas de faible tassement.

• Les dispositions d’armature de la semelle rigide sont : les aciers principaux transversalement en partie inférieure pour reprendre les tractions, des aciers longitudinaux de répartition complétant les armatures transversales, un enrobage minimal de 5 cm, des armatures en attente pour la liaison avec le voile

💡 Astuce mémo

Semelle flexible : théorie des poutres ; semelle rigide : méthode des bielles

📖 9. Choix et reconnaissance des fondations

🔑 Notions clés & Définitions

• Fondation : Partie d’un ouvrage qui transmet exclusivement au sol naturel le poids de l’ouvrage, charges et surcharges, et assure l’équilibre statique de la structure.

★ À maîtriser

• L’étude géotechnique commence par une enquête sur place et se complète par des essais de mécanique des sols.

• Le choix d’un type de fondation part de l’identification du sol : un sol satisfaisant mène à des fondations superficielles, tandis qu’un sol non satisfaisant peut conduire à un radier, à des fondations profondes, au remplacement du mauvais sol ou à son traitement.

Compléments

• L’enquête préalable porte sur : le relief, notamment les pentes, les sources, les terrains inondables et les remblais récents, la végétation, les fondations des ouvrages voisins

• Les essais de reconnaissance du sol comprennent : l’essai de cisaillement en laboratoire, l’essai de compression triaxiale en laboratoire, la mesure de la masse volumique du sol en laboratoire, l’essai pressiométrique in situ, l’essai pénétrométrique in situ

• L’essai œdométrique en laboratoire et l’essai pressiométrique in situ permettent d’évaluer les tassements susceptibles d’endommager l’ouvrage.

• Pour la majorité des sols utilisés dans les bâtiments courants, la contrainte de calcul admissible peut être estimée par qd = qu/2.

• Les ordres de grandeur de qd sont de 0,75 à 4,5 MPa pour une roche saine peu fissurée, de 0,35 à 0,75 MPa pour un terrain non cohérent de bonne compacité, de 0,20 à 0,40 MPa pour un terrain non cohérent de compacité moyenne et de 0,03 à 0,30 MPa pour l’argile.

💡 Astuce mémo

Reconnaître le sol, évaluer sa portance, choisir la fondation

📖 10. Entreprises et règles de construction

★ À maîtriser

📌 Les entreprises de gros œuvre assurent la stabilité de la construction, tandis que les entreprises de second œuvre assurent l’étanchéité, l’équipement technique et l’aménagement intérieur.

Compléments

• Les travaux publics comprennent notamment : les voies routières, ferroviaires et fluviales, les ponts et les tunnels, les ports et les aéroports, les ouvrages liés à la production d’énergie, les réseaux d’adduction d’eau et d’assainissement

• Les documents de référence comprennent : les avis techniques, les DTU, les règles de calcul comme les Eurocodes, les textes législatifs comme le Code du travail

💡 Astuce mémo

Le gros œuvre assure la stabilité ; le second œuvre équipe et aménage