Techniques De Construction

LES PRINCIPES DECONSTRUCTION

1. Les fondations

2. Les coffrages

3. Les armatures

4. Les joints

5. Le chaînage

6. Les scellementsSource : Aménagement des espaces verts urbains et du paysage végétal - Jean-Luc LARCHER, Thierry GELGON - Editions TEC & DOC

1. LES FONDATIONS

1. Les rôles

2. Les différents types de fondations

3. La surface d’appui de la semelle

4. La réalisation

5. Tassement / Vent / Gel / Drainage

1.1 LES ROLES

• Une fondation est constituée par la partie d’uneconstruction qui est en contact avec le sol et à qui elletransmet les charges (permanentes et variables) del’ouvrage qu’elle porte.

• Elle stabilise un mur contre la pression exercée par la terreen abaissant le centre de gravité au tiers central.

• La nature des fondations et en particulier leur profondeurvarient avec la nature du terrain et l’ouvrage à supporter.Elles doivent reposer sur un « bon » sol.

• Elles empêchent que l’ouvrage poinçonne le sol.

1.2 DIFFÉRENTS TYPES

Fondations sur semelles

Poteau

Semelle isolée

Semelle filante

Mur

- Fondations en rigoles

fondations superficielles sursol résistant réalisées en bétonordinaire pour les constructionslégères, peu profondes.

- Fondations sur semelles

fondations superficielles sur unsol supportant de faiblescharges ou sur un bon sol maisavec des charges importantes.Fondations inférieures à troismètres de profondeur pour unelargeur de 0,50 m.

– Fondations sur radiersconstructions qui nécessitent des

semelles presque jointives oulorsque le terrain est peu résistantmais homogène (surface dessemelles > surf bâtiment/2)

– Fondations sur pieux, puits

fondations profondes (plus de 3 mètresde profondeur) utilisées sur des solsde mauvaise qualité.

Si le bon sol est accessible, on creuse despuits que l’on remplit ensuite debéton. Si le bon sol est à une grandeprofondeur, on fonde sur des pieuxbattus ou coulés sur place.

– Fondations sur paroismoulées

La paroi moulée se rencontresur des terrains peustables. Cette techniqueconsiste à creuser destranchées de 0,6 à 1 m delarge sur des profondeursallant jusqu’à 10 m et à lesremplir avec une bouecolloïdale (typebentonite).

1.3 LA SURFACE D'APPUI DE LA SEMELLE

• S(cm!) ! P(KG)/ "(Mpa)

• P est la charge supportée par la semelle et correspond au poids propre del'ossature auquel s'ajoutent les poids des ouvrages non porteurs, lescharges variables (neige, vent, mobilier, personnes : 150 à 500 kg/m!) etles charges roulantes.

• S est la surface de la semelle ;• Contrainte admissible en Mpa (")

– Roches saines = 0,75 à 4,5– Terrain non cohérent à bonne compacité = 0,35 à 0,75– Terrain non cohérent à moyenne compacité = 0,2 à 0,4– Argile = 0,03 à 0,3– Sable et gravier = 0,3 à 0,5– Terre végétale, remblais = 0,05– Vase, tourbe = 0

• Application : un mur de 2 mètres de long et pesant 2 tonnes, posé sur unsol dont la contrainte admissible est de 0,3 Mpa.

1.4 LA RÉALISATION DES FONDATIONS

• les fouilles sont protégées contre les eauxde ruissellement, drainées et étayées sinécessaire.

• Dans les sols de mauvaise qualité, lafondation repose sur un béton de propretéà 150 Kg/m3 (sur une épaisseurminimum de 0,04 m) ou sur un lit desable sur 4 à 5 cm ou sur un feutregéotextile

• les armatures des semelles comportentdeux couches d’acier superposées. L’unesert d’armature principale dans le senslongitudinal, l’autre sert à la répartitiondes charges dans le sens transversal

• la fondation est réalisée en béton et ledosage minimal est de 200 Kg/m3 pourles semelles non armées et de 300 Kg/m3pour les semelles armées. (pour desciments de classe 42,5 et 42,5R). Lahauteur minimum d’une fondation est de0,30 m et dans le cas de sols en pente,des redans sont réalisés

Armature

Armature d'une semelle

Zone sismiqueEn zone sismique, les ferraillages et notamment celui de la semelledoivent être renforcés.Dimensions standard :

•35x15•35x20•40x20

Avec des acierstransversaux tousles 25-30 cm

– TASSEMENTS• Les tassements pouvant intervenir

modifient la contrainte admissible. Lestassements différentiels sont les plusennuyeux car ils entraînent desfissurations au niveau des ouvrages

– EFFETS DU VENT• Pour éviter le déchaussement, une

fondation suffisamment lourde estnécessaire

– PROTECTION CONTRE LEGEL

• Les fondations ne doivent pas êtrecoulées sur un sol gelé.

• La cote hors gel : les semelles doiventse trouver à un niveau de sol nonsoumis aux effets du gel. En général,la profondeur hors gel est de 0,50 mmais on peut aller jusqu'à 1,20 m enmontagne.

1.5 PRECAUTIONS IMPORTANTES

• Le drainage est effectué si laconstruction est fondée sur unecouche imperméable ou si l’eaus’accumule à certains endroits. Iln’est réalisé que si l’eaurecueillie peut être évacuée defaçon satisfaisante vers unexutoire

• Le drainage est situé à proximitédes constructions au-dessus duniveau inférieur des fondations.Il est constitué d’une tranchéedrainante comprenant :– un tuyau si la quantité d’eau à

évacuer est importante.– un massif filtrant confectionné à

partir de matériaux perméables

LE DRAINAGE DESCONSTRUCTIONS

• l’élément filtrant (drain +matériaux) peut êtreenveloppé dans un feutregéotextile pour limiter lesrisques de colmatage

• Les constructions encontact avec le sol peuventêtre protégées par desdrains verticaux, desenduits à base de liantshydrauliques hydrofuges,des membranes à base deliants hydrocarbonés, desnappes drainantes.



2. COFFRAGES

• Le coffrage est constitué d’une peau en contact avec le béton, d’uneossature qui supporte la peau et des équipements de sécurité.– la peau est en bois, en métal, en matières plastiques ou en carton.

– L’ossature est en bois ou en métal et doit résister aux efforts engendrés par lamise en œuvre du béton (poids propre, poussée du béton, surchargeséventuelles, effets dus au vent).

• Le décoffrage est effectué lorsque la résistance du béton est suffisante.

• L’opération doit être régulière et progressive pour éviter des sollicitationstrop brutales.

• Les délais avant décoffrage sont augmentés par temps froid.

• coffrage traditionnel :planches (27 à 40 mm) sciéesà la longueur voulue mises deniveau et calées

• panneaux de contreplaquéutiles pour la réalisation decourbes

• petits panneaux modulablesen bois ou en métal

• panneaux ou banches en boisou en métal de grandehauteur

• coffrage des poteaux :contreplaqué, métal ou carton

3. LES ARMATURES

3.1 PRINCIPES GÉNÉRAUX

• Les éléments en béton armé sont soumis aux efforts suivants :– efforts de compression– efforts de traction– efforts de flexion– efforts de cisaillement

• Le béton armé a la même résistance que le béton simple à la compression,mais grâce à l'acier qui constitue l’armature, il résiste très bien à la traction– le coefficient de dilatation de l’acier est sensiblement le même que celui du

béton ;– l’acier enrobé dans le béton ne s’oxyde pas ;– l’adhérence du béton de ciment sur l’acier est parfaite.

3.2 LES ACIERS DANS LES BÉTONS ARMÉS

• Les barres lisses et les barres à haute adhérence (fers à béton)

• Les aciers sont classés en fonction de leur limite élastique (limite au-delà de laquellel'acier ne reprend plus sa forme primitive après une déformation passagère) et de leurcharge de rupture.

• Pour les barres à haute adhérence (HA), l'accroissement d'adhérence par rapport à unebarre lisse est obtenu grâce à des reliefs de formes diverses en surface des barres(nervures, verrous en hélices...).

• Chaque type d'acier HA est défini par les caractéristiques suivantes :– la désignation commerciale (acier tor, par exemple) ;– la désignation sur les dessins (par exemple, lettre suivie du diamètre nominal, soit T20, les

diamètres variant de 6 à 40 mm) ;– la provenance ;– la classe de résistance ;– la nature (acier doux ou dur) ;– les caractères géométriques ;– les caractères mécaniques : limite d'élasticité en MPa et résistance à la traction en MPa ;– les caractères d'adhérence : coefficients de 1 pour les barres lisses à 1,6 pour les barres HA ;– les longueurs commerciales (barres de 6 à 15 mètres).

Armatures pour zonesismique de niveau 2(risque important)

• Le treillis soudé

• La désignation du treillis indique :– le diamètre du fil porteur ou fil de chaîne (4,5

à 9 mm) ;– le diamètre du fil de trame ou fil de

répartition (3 à 7 mm) ;– l'entraxe (distance entre chaque fil) des fils

porteurs (100 à 150 mm) ;– l'entraxe des fils de trame (250 à 300 mm) ;– la longueur des rouleaux (50 m) ou des

panneaux (3 à 6 m) ;– la largeur (2,40 m).

• Les avantages du treillis soudé :– rigidité– adhérence, grâce aux croisements ;– facilité de pose

• Les fibres aciers

• acier à haute performance• longueur de 16 à 32 mm• section variable (0,25 à 0,6 mm!)

3.3 LA CORROSION DES ARMATURES

• L’armature doit se trouver à l'intérieur du béton et ne pas paraître àl'extérieur.

• Dans des conditions normales, les armatures enrobées de béton sontprotégées par un phénomène de passivation (création d'une pelliculeprotectrice de ferrite : FE2O3 CaO). Ce phénomène existe tant que laprésence de chaux maintient la basicité du milieu mais en présence decertains composés extérieurs, le milieu se trouve progressivement modifié etle pH passe de 12 à 9 entraînant une dépassivation de l'acier.

• Plusieurs agents peuvent détruire la pellicule de protection : le gazcarbonique, les chlorures, les sulfates et l'eau pure

• L’ENROBAGE des armatures doit être au moins égal à :– 0,04 m pour les ouvrages exposés à des conditions difficiles (embruns, eaux

agressives) ;– 0,03 m pour les parois non coffrées et susceptibles d'être soumises à des actions

agressives ;– 0,02 m pour les parois exposées aux intempéries ou aux condensations ;– 0,01 m dans les locaux ouverts ou clos sans condensation.

3.4 LA MISE EN PLACE DES ARMATURES

• Dans le cas de structures horizontales• Les armatures longitudinales de traction renforcent la partie tendue• Les armatures longitudinales de compression renforcent la partie comprimée• Les armatures transversales (cadres et étriers) relient entre elles les barres

d’armatures longitudinales et s’opposent aux phénomènes de cisaillement• Des barres de renforcement sont ajoutées aux barres longitudinales dans le cas de

poutres de grande portée ou devant recevoir des charges élevées

Armature longitudinale de traction

Barre de renforcement

Armature longitudinale de compression

Armature transversale

Points d'appui

Dans les angles, ne jamais placer unearmature le long de la face intérieurede l’angle rentrant. Les barres sontprolongées jusqu’à l’armature de laface extérieure

• Dans le cas de poteaux• Ils supportent les charges supérieures et les transmettent à la fondation.• La continuité dans la transmission des efforts s’effectue par l’intermédiaire

des armatures longitudinales qui relient entre eux les différents éléments.• Les armatures longitudinales disposées dans les angles, s’opposent aux

efforts de tension sur chaque face

• Les armatures transversales maintiennent l’écartementdes barres transversales et s’opposent au gonflement

• Les barres laissées en attente à la partie supérieure des poteaux ou lesamorces mises en place au moment du coulage des semelles ou deslongrines permettent d’effectuer les recouvrements qui assureront la liaisonavec les armatures de l’élément supérieur

Flambement Gonflement

• L’ancrage des armatures• Les ancrages sont des courbures à l’extrémité des barres.

Ils s’opposent au glissement des barres dans le cas desarmatures longitudinales de traction

• L’assemblage des armatures• L’armature doit être rigide et indéformable• En cas de recouvrement, les barres se chevauchent sur une

longueur suffisante pour assurer la transmission des effortsde l’une à l’autre

• Les cales d’armature• Les armatures sont maintenues éloignées du coffrage, du

sol ou des bordures par la mise en place de cales, pourlimiter leur déplacement lors du coulage du béton

4. LES JOINTS

• Les joints de dilatation (pour une même construction) oude rupture (entre deux constructions) concernent toutel’épaisseur de la maçonnerie sur environ 0,02 m.

• Ils sont nécessaires chaque fois qu’il y a un risque detassement différentiel et en règle générale tous les 20 à 25mètres dans le sud de la France et tous les 30 à 35 mètresdans le nord.

• Les joints sont remplis avec des matériaux compressiblesaptes à se déformer lors des variations de température.

5. LE CHAÎNAGE

• Le chaînage a pour but de liaisonner les maçonneries entreelles et de rigidifier la construction.

• Ils sont soit horizontaux au niveau des planchers ou encouronnement de l’ouvrage soit verticaux au niveau despoteaux ou des angles (raidisseurs).

• Les chaînages actuels sont construits en béton armé. Lesarmatures sont composées de barres filantes reliées par descadres ou des épingles.

• Pour constituer des parois armées, certains blocspréfabriqués présentent des alvéoles qui reçoivent desarmatures verticales ou horizontales qui sont ensuiteremplies de béton

Chaînage horizontal

Chaînage vertical

Semelle

Raidisseur

Chaînage d’un mur

6. LES SCELLEMENTS

• Un scellement doit fixer une pièce de bois ou demétal dans un mur

• Pour résister à l’arrachement, les opérationssuivantes sont nécessaires :– exécuter des percements en queue d’aronde : la cavité

est évasée vers l’intérieur pour empêcher l’arrachementde la pièce

– serrer le mortier de ciment autour de la pièce à sceller

Source : Aménagement des espaces verts urbains et du paysage végétal - Jean-Luc LARCHER, Thierry GELGON - Editions TEC & DOC

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