Concevoir la fondation d'un bâtiment (avec calculs)

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez davantage sur: - 1. Les réparations des fondations 2. La profondeur minimale des fondations 3. La colonisation 4. La fondation de grillage 5. Le naufrage des fondations.

Réparations de fondations:

La décomposition, les dommages et les réparations des fondations ne sont pas des phénomènes très courants dans les bâtiments. En fait, si les fondations telles que le grillage et les fondations profondes comme les pieux, les radeaux, les pieux non alésés, etc., sont endommagées, tout le bâtiment est affecté et les réparations de ces fondations sont rarement possibles.

Par conséquent, l'entretien de ces fondations à des fins d'entretien, qui ne peut pas être généralisé, n'est pas nécessaire, sauf dans certains cas particuliers où une partie de la fondation aurait pu être endommagée et nécessitait une restauration.

Cependant, d'autres fondations de maçonnerie peu profondes, entièrement ou partiellement, doivent être réparées et restaurées, ce qui provoque des dommages et des dommages.

Profondeur minimale de fondation:

La fondation induit une pression sur le sol ci-dessous. En raison de la pression transmise au sol, un léger mouvement de la semelle vers le bas développe des zones entièrement en plastique et le sol se gonfle de chaque côté de la fondation, ce qui correspond à une défaillance généralisée du cisaillement. En raison du déplacement du sol d'en bas, il se produit un tassement de la fondation

Pour contrer le soulèvement ou le déplacement du sol, une certaine charge est requise sur le dessus du sol adjacent à la fondation. Le sol au-dessus du lit de fondation fournit une charge sur le sol et le maintient en position.

La formule de Rankine prévoit un soulèvement minimum du sol:

où q = intensité de la charge en tonne / m²

ϒ = poids unitaire du sol,

θ = angle de repos du sol.

Règlement de fondation:

Il se produit souvent des fondations de bâtiments en maçonnerie peu profonde ou en RCC. Le règlement peut être pair ou différentiel.

Causes:

Le règlement des fondations peut être dû à:

une. Capacité portante insuffisante du sol sous la fondation,

b. Surcharge de la maçonnerie de fondation, pouvant être due à l'écrasement et au tassement,

c. Les faiblesses locales telles que la cavité laissée dans la maçonnerie ou les lacunes dans les joints de mortier laissées par inadvertance pendant la construction,

ré. L'exposition de la fondation due à l'excavation près de celle-ci pour la pose du pipeline de drainage et le remblayage n'a pas été effectuée correctement et, par conséquent, l'exposition de la fondation aux conditions météorologiques,

e. Les infiltrations de drainage, de conduites d'alimentation en sol ou en eau ou de l'eau du sous-sol de la face externe à la face interne à travers le mur de fondation,

F. La chaux utilisée dans le mortier cède au cours de son vieillissement, forme des cavités et, parfois, ces cavités augmentent, donnant accès aux gros rats normalement classés dans la catégorie des rongeurs.

g. Mouvement pendant le séisme,

h. Abaissement et élévation répétés du niveau de la nappe phréatique,

je. Vibrations causées dans le sol pour toute activité à proximité,

j. Fournir une profondeur de fondation inférieure à celle requise selon la formule de Rankine pour une profondeur de fondation minimale, et

k. Planter des arbres près du bâtiment. Les racines de ces arbres tirent l'humidité du sol et le rendent susceptible au peuplement. Les racines pénètrent dans la maçonnerie de la fondation et y fendent des fissures conduisant à la fixation de la fondation. Les arbres ne doivent pas être plantés à une distance de la hauteur attendue de l'arbre à la structure.

Fondation de Grillage:

Les fondations de grillage sont un type particulier de semelles isolées généralement prévues pour les ranchers fortement chargés, en particulier dans les endroits où la capacité portante du sol est faible. La profondeur de la fondation est limitée à 1, 0 m à 1, 5 m.

La charge de la colonne ou du poteau est répartie ou répartie sur une zone plus étendue au moyen de couches ou de niveaux de solives, chaque niveau étant placé perpendiculairement au niveau suivant. La fondation entière avec les solives est encastrée dans du béton avec une couverture adéquate de tous les côtés.

Les fondations de grillage sont de deux types en fonction des matériaux utilisés pour leur construction:

une. Fondation de grillage en acier,

b. Fondation de grillage de bois.

Les fondations de grillage de bois peuvent être utilisées sous les murs.

Toutefois, si le bois n’est pas correctement séché et traité, il risquerait de se décomposer rapidement, ce qui nécessiterait un remplacement et un renouvellement. De nos jours, les fondations pour griller du bois deviennent obsolètes en raison de la non-disponibilité du bois et de son coût prohibitif.

Naufrage des fondations:

Les réparations dues au naufrage des fondations sont rares. Cependant, on peut rencontrer de tels cas dans la pratique. Après avoir déterminé la cause de la défaillance et en fonction de la nature et du type de construction, il conviendra de choisir le mode de réparation dans chaque cas.

Mesures préventives contre la végétation:

La végétation est importante pour la vie humaine. Par conséquent, la plantation de nouvelle végétation et leur entretien sont essentiels. Mais parfois, la végétation met en danger les structures. L'enlèvement de la végétation entraîne également non seulement une pollution de l'environnement, mais également des dommages aux structures montantes.

je. Lorsqu'un bâtiment est construit sur un sol rétractable, les arbres à croissance particulièrement rapide ne doivent pas pousser à une distance de la hauteur attendue de l'arbre.

ii. S'il y a de vieux arbres à proximité d'un ancien bâtiment, à une distance de hauteur de l'arbre, ceux-ci ne doivent pas être supprimés en une seule fois. Si l'enlèvement des arbres est inévitable, il faut le faire par étapes.

iii. Lorsqu'un site présentant un sol rétrécissable a été récemment développé pour la construction de bâtiments en supprimant les arbres et la végétation existants, les travaux de construction ne doivent pas être commencés tant que le sol desséché par les racines des arbres ne s'est pas normalisé en ce qui concerne son contenu en humidité.

Examen de la fondation existante pour vérifier sa capacité et la renforcer si nécessaire:

Parfois, il devient nécessaire d’examiner les fondations d’un bâtiment existant pour vérifier s’il est sans danger ou s’il serait sans danger d’ajouter un ou plusieurs étages à la structure existante.

La section de la fondation devrait être vérifiée soit en l’obtenant à partir du dessin "tel que construit", soit à son absence en exposant la fondation en creusant sur les côtés et en prenant des mesures.

La prochaine étape consisterait à vérifier la capacité portante du sol près de la fondation et au niveau de la base de la fondation en tenant dûment compte du sol de morts-terrains.

La charge morte et vive sur la fondation provenant de la structure existante, y compris la fondation, devrait être calculée. L'intensité de la pression sur le sol sous la fondation ainsi évaluée devrait être comparée à la capacité portante de sécurité du sol.

Si l'intensité de la pression est inférieure à la capacité portante sûre, la fondation est capable de supporter une charge supplémentaire jusqu'à ce que l'intensité de la pression reste dans les limites de la capacité portante sûre.

Maintenant, on calcule la charge de plancher supplémentaire à ajouter et on vérifie la section des murs porteurs existants avec une réduction appropriée de la résistance due au vieillissement de la structure. Si la section du mur est jugée sûre et si les fondations le sont également et que l'intensité de la pression exercée sur le sol sous la fondation se situe dans les limites autorisées, le plancher supplémentaire proposé peut être construit.

Toutefois, si les fondations s'avéraient inadéquates, il faudrait les renforcer en les élargissant, en gardant à l’esprit l’étendue du développement de l’ampoule à pression ci-dessous. L'élargissement de la base n'est pas facile, car l'ajout de béton sur les côtés de la base ne le rendrait pas monolithique avec la base existante.

Dans un tel cas, la solution serait de fournir une nouvelle base de largeur et d'épaisseur requises, de préférence de RCC, juste en dessous de celle existante. Sinon, les fondations peuvent être enlevées à un niveau où la capacité portante du sol serait plus élevée et construire une nouvelle fondation complète.

Dans les deux cas, les fondations existantes devraient être allégées de la charge de la superstructure, car elles devraient être démolies. Cela peut être fait en épinglant, c'est-à-dire en insérant des poutres (aiguilles) à travers le mur au-dessus de la fondation. La totalité de la charge de la structure serait ainsi amenée sur les poutres insérées et transmises au sol à travers les supports des piliers ou des pieux des poutres.

Une fois que la charge de la structure existante a été transférée avec succès, la fondation existante serait ouverte par le bas et la nouvelle fondation posée en segments. Sinon, il faudrait démolir l'ensemble des fondations et poser de nouvelles fondations à la profondeur souhaitée et construire le mur pour relier le mur existant.

Exemple 2.1 :

Il est proposé de construire un étage supplémentaire sur un bâtiment en maçonnerie de deux étages. Comment examineriez-vous si la fondation existante est sans danger pour le plancher supplémentaire? Des données appropriées pour la largeur de fondation existante, la pression de support du sol, la charge, etc. peuvent être supposées.

La figure 2.9 présente une section proposée du bâtiment à deux étages. Poids de la fondation sur le sol:

Poids de la dalle RC = 0, 10 x1 x 1 x 2, 400 = 240 kg / m ²

Poids du remplissage ou de la finition = 0, 025 x1 x 1 x 2 300 = 58 kg / m ²

Poids de l'enduit de plafond = 0, 006 x 1 x 1 x 2 300 = 14 kg / m ²

Terrasses de chaux sur le toit = ​​0, 10 x 1 x 2 000 = 200 kg / m ²

Charge totale des planchers et du toit = ​​2 × 240 + 1 × 58 + 2 × 14 + 200 + 200 + 150 = 1 116 kg / m ²

Comme la portée est de 3 000 mm, la charge sur le mur à partir des sols et du toit sera de la moitié de la portée = 0, 5 x 3, 0 x 1 116 = 1 674 kg / m

Masse totale au sol depuis la fondation existante = 3 720 + 476 + 1 674 - 5 870 kg / m

Largeur de fondation requise = 5 870/10 000 = 0, 5870 m ou 600 mm.

La base de fondation existante avec une largeur de 600 mm était tout à fait sûre. Poids du plancher supplémentaire, en supposant que la hauteur du plancher est de 3, 0 m et que l'épaisseur de la dalle, des terrasses en chaux, etc. soit identique à celle existante

Poids du mur = 1 x 3, 0 x 0, 25 x 1, 0 x 1 920 = 1 440 kg / m

Charge permanente du toit, du revêtement de sol et de l'enduit de plafond RCC = 1 x 1, 5 × 1 x (240 + 58 + 14) = 468 kg / m ²

Charge vive 1 x1, 5 × 200 = 300 kg / m

Charge supplémentaire totale = 1 440 + 468 + 300 = 2 208 kg / m

Charge totale sur la fondation avec une charge supplémentaire = 5 870 + 2 208 = 8, 078 kg / m

Largeur requise pour la fondation = 8 078/10 000 = 0, 8078 m ou 808 mm

La base existante de 600 mm de largeur sera dangereuse. Fournir une largeur de fondation de 900 mm.

Une base de 900 mm de largeur et 200 mm d'épaisseur de RCC serait fournie au bas de la base existante.

La charge sur le sol sera augmentée de, 1 x 0, 9 x 0, 2 x 1 x 2 400 = 432 kg / m

La charge totale serait de 8.078 + 432 = 8.510 kg / m

La largeur de fondation requise = 8 510/10 000 = 0, 851 m ou 851 mm

La base fournie 900 mm est sans danger.

Vérifiez la profondeur de la fondation:

Selon la formule de Rankine, la profondeur minimale requise,

La profondeur de fondation telle que fournie = 3 x 0, 15 + 0, 20 = 650 mm, sans danger. La nouvelle base serait fournie en dessous de celle existante, comme indiqué dans l'esquisse.

Si, après vérification, le socle existant en béton de ciment était en mauvais état, celui-ci serait démoli et enlevé et l'espace serait comblé de briques avec du mortier de ciment 1: 4 de la même dimension après la pose du nouveau socle en RCC. .