Capacité latérale des pieux Vissés

La résistance d’un pieu soumis latéralement dépend de sa rigidité propre mais également de l’élasticité du sol environnant. Lorsqu’on applique une force en « tête » du pieu, une déformation se produit. Elle est la combinaison de la déformation élastique de l’acier et de la déformation du sol (principalement en surface).

Lorsqu’un pieu est vissé dans le sol, l’hélice découpe des « tranches de sol » au fur et à mesure de la descente du pieu. On dit que le sol est remanié. La capacité d’un sol remanié est connu pour être variable voir nul dans le cas des argiles. Elle est difficile à estimer sans une analyse faite en laboratoire sur des échantillons de sol prélevés.

Dans le cas d’un sol remanié, la participation du sol ne sera pas pris en compte latéralement. Il est évident que cette décision est très conservatrice car cela revient à dire qu’un pieu vissé même ayant remanié le sol se comporte comme une colonne non retenue latéralement sur toute sa hauteur. La modélisation d’une retenue latérale change complètement les résultats du calcul alors que faire ? Et bien je pense qu’en réalité cela dépend des facteurs suivants :

-          La qualité de l’ancrage du pieu et sa profondeur

-          Le diamètre du pieu et celui de l’hélice (faible ou fort)

-          La nature du sol (argile ou pas)

-          Les conditions de sol en surface comme en profondeur

-          Les conditions de drainage du sol

-          Les déformations tolérables en tête 

-          Le mode de fixation du pieu a la structure (appuis rotule ou non)    

Dans tous les cas, il est souhaitable de faire un test de validation du déplacement du pieu en tête afin de satisfaire aux exigences du projet. Certaines études ont montré qu’il n’y avait pas de lien direct évident entre les déformations du pieu et les différentes données. Cependant il existe une relation expérimentale de base (utilisation prudente).

Détail de Fondation typique

Il existe beaucoup de détails de fondations selon la configuration du sol et du site, selon les charges envisagées sur le bâtiment et selon la stratégie d'isolation. Le détail que l'on retrouve dans la majorité des plans de fondation est celui-ci. A noter que le muret est 1'-0'' plus haut que le niveau de la dalle de garage mais cela peut être montré différemment .

    Détail typique de fondation  (structure de Petits Bâtiments)

Au niveau des entrées (portes de garage par exemple), la dalle est rendu solidaire de la fondation sur toute la largeur d'ouverture afin d'éviter des tassements importants dus aux charges ponctuelles, camions et autres véhicules.

Détail typique fondation (Entrée de garage)

les Conférences du 3ème Colloque québecois de l'acier

Commentaires personnels concernant la journée de formation.

Lors du 3 ème colloque Québécois sur l'acier, nous avons eu l'occasion de nous former a peu de frais en participant a 6 conférences au choix sur les thèmes aussi variés qu'intéressants. La journée nous a permis d'étudier certains projets de centres sportifs , des projets industriels, diverse mises a jour des codes de conception de structure, divers exemples de produits de l'industrie. A mentionner une étude intéressante sur la conception para sismique, les assemblages ductiles, et les dernières modification de la norme dans ce domaine.

A la demande de la foule en délire, voici quelques renseignements complémentaires.
Voici finalement après des mois le lien vers les pdf des conférences :
http://quebec.cisc-icca.ca/ressources/colloque11.asp


Liste des conférences :

S1 L'histoire de quatres centres sportifs Québecois
S2 Pont caissons courbe A640/15 Laval et Willis Avenue Bridge, NY
S3 Terminal Canaport , NB du modèle 3D a la réalisation
S4 Table ronde sur les modes d'emplois assemblage
S5 Nouveautés de la norme CSA S16-09
S6 Modifications au CNBC 2010 et survol du nouveau Handbook

Exemple de Fondation d'une Résidence

Exemple de dessin technique :

Voici un exemple de Fondation d'un petit bâtiment type résidence. Dans ce cas il y a une différence de niveau de l'ordre de 5 pieds. On a choisit de suivre la pente naturelle du terrain selon de "marches en béton armées" relativement espacées. Ce type de conception permet d'attacher les fondations en suivant le terrain naturel.

Différentes problématique sont à considérer comme la qualité du sol naturel et sa composition , l'écoulement de l'eau dans le sol, la topographie, la Symétrie de la structure et le type de dalle. Il est important d'examiner chaque situation dans son ensemble et de prendre un certain nombre de précautions pour éviter des dommages dus à des tassements différentiels. Le niveau du gel doit être considéré selon le niveau effectif du terrain de part et d'autre de la dénivellation.

Exemple de Fondation sur pieux vissés

Fondation sur pieux vissés

Les pieux vissés sont des tubes creux en acier muni en extrémité d'une hélice permettant le vissage dans le sol ainsi que la transmission verticale de charges lors de l'utilisation du bâtiment. On utilise souvent ces produits lorsque le sol n'offre qu'une capacité portante faible en surface et présente une capacité suffisante en profondeur ou lorsque la présence d'eau rendrait l'excavation très coûteuse.

La profondeur est déterminée par une étude de sol et la capacité est confirmée par des tests de chargement en chantier avant le début des travaux. Les dimensions (tailles, diamètre, épaisseur de parois, diamètre de l'hélice) sont conçus en fonction des charges et de la qualité du sol.

Typiquement on utilise des diamètre compris entre 2'' et 6'' pour des charges de l'ordre de 5 kip à 50 kip avec des diamètres d' hélices (ou "ailettes") variant entre 8'' et 30''.

Le croquis présente une application intéressante de ce produit. En effet l'utilisation d'un adaptateur en acier à l'extrémité du pieu permet une connexion  rigide avec une fondation classique en béton armée type semelle filante.Dans cet exemple on a représenté une fondation peu profonde de mur extérieur ainsi qu'un détail sous-dalle du système. Comme mentionné dans l'article précédent, la problématique du gel nous oblige à prévoir une isolation efficace.

A noter que les armatures sont connectées dans le sens longitudinal à l'accessoire de fixation du pieu vissé. De plus, cet accessoire doit être soudé sur le pieu de façon propre.

Enfin on a représenté un exemple de sur-épaisseur de la dalle armée servant d'appui intermédiaire "sur pieu".

Exemple de Fondation "isolée"

Les fondations "isolées"

Au Québec, la profondeur du gel dans le sol peut attendre 3 m de profondeurs et environ 1.80 m en moyenne. Il est donc obligatoire de prévoir une profondeur minimale hors gel très importante.

Typiquement on prévoit une semelle filante à environ 1.6 m à 2.0 m du niveau fini du sol extérieur. Mais il arrive que pour des raisons tel que la présence d'une nappe d'eau ou d'un socle rocheux à faible profondeur on décide d'isoler thermiquement la semelle filante ("footing") tout en maintenant un profondeur très faible tel que montré ci-dessous.

coupe typique de footing isolée

Il est importer de noter que sur la coupe représentée ci-dessus on a pris des précautions de drainage avec l'utilisation d'un sable grossier filtrant, d'un contrôle des drains et d'une assise en gravier compacté. Parmi les autres éléments importants, on a ajouter une isolation sous dalle supplémentaire. A noter que la coupure structurale d'appui entre la fondation et le dallage assure également une coupure thermique vis à vis de l'extérieur du bâtiment.