Les fondations superficielles sont des ouvrages enterrés dont la fonction est de reprendre des charges verticales (parfois très importantes) afin de les transmettre au bon sol.
Les niveaux d’assises peuvent varier de 60 cm à 3 mètres.
Semelles isolées, semelles filantes, sont largement utilisées dans le domaine des maisons individuelles.
Selon le DTU 13.11 - Fondations superficielles, il existe quatre familles : les semelles isolées (pour des charges ponctuelles), les semelles filantes (charges homogènes), les radiers et enfin les puits courts (charges parfois très importantes). Portance du sol et descente de charges conditionnent en effet le choix d’une famille et de son dimensionnement.
Dans la grande majorité des cas seuls les semelles filantes et isolées sont utilisées.
- Qu'est ce qu'un "bon sol"?
Il s’agit d’un sol dont les qualités de portance lui permettent de reprendre en tous points et dans le temps les contraintes transmises par l’ouvrage. Si les professionnels connaissent l’appréciation visuelle et tactile du sol, les géotechniciens, quant à eux, évaluent les qualités d’un sol par des essais sur site ou en laboratoire.
Des sondages peuvent également être réalisés afin d’évaluer les qualités mécaniques du sol et notamment sa portance.
Les études de sol portent sur:
- sa nature (consistance, granulométrie)
- sa teneur en argiles
- sa teneur en eau
- sa portance (0,1 MPa ou de 10 tonnes force/m2 est un minimum)
NB: la portance doit être homogène sous toute la longueur des fondations au risque de provoquer des tassements différentiels
La profondeur d'assise est la profondeur des fouilles à partir du terrain naturel diminué du décapage de la terre végétale (20 à 30cm en règle générale)
La profondeur d'assise doit être de 50cm au minimum en plaine afin de mettre le sol à l'abri des conséquences du gel.
Le "hors-gel" peut dépasser 1 mètre en montagne (voir pour cela la carte des zones).
Sur sols argileux, sensibles au retrait et au gonflement, il est raisonnable d'encastrer profondément les fondations, car elles sont protégées du gel de l'assise de fondation, mais également des fluctuations différentielles d'humidité, génératrices de tassements différentiels (effets de la sécheresse).
Les fonds de fouilles doivent rester le moins longtemps possible soumis aux actions des intempéries. Le coulage d’un béton de propreté, d’une épaisseur de 4 à 5 cm et faiblement dosé en ciment (150 kg de ciment par m3 de béton) s’impose. Le béton de propreté, peut être remplacé par des feuilles de polyéthylène.
Le béton de propreté garantit aussi le bon enrobage des aciers.
Il est important de veiller aux risques d'éboulement ou d'affouillements en termes de Sécurité mais aussi de Qualité: en effet, les terres mélangées au béton ou aux armatures risquent de les corroder.
Conformément au DTU, et pour des aciers HA Fe E500, la section minimale d'acier des semelles filantes doit être supérieure à 1,6 cm2, soit 4 HA 8 ou 3 HA 10 en zone non sismique et sur un sol homogène et peu compressible.
En zone sismique, les semelles renforcées s’imposent avec un minimum de 6 HA 8.
En complément des aciers filants, il est indispensable de prévoir des équerres de liaison, dont le recouvrement, avec les filants, doit être de 50 fois le diamètre. Enfin, et pour terminer sur les armatures, il faut rappeler que tous les angles rentrants ou saillants de la construction devront comporter des attentes verticales comportant des retours dans les semelles, dont le recouvrement est de 35 Æ.
Vidéo © Agence Qualité Construction
Le dosage classique d'un béton de semelle filante est de 250 kg de ciment par m3 de béton mis en œuvre et de 350 kg, si le béton est mis en place dans l'eau. Commandé à la centrale de BPE, le béton classique sera du XC1 avec un dosage minimal en liant équivalent de 260 kg/m3. Le BAP (Béton Auto Plaçant) avec des fibres métalliques peut constituer une alternative au béton traditionnel, associé avec des armatures.
Une page à lire pour plus de détails: Fondations des maisons individuelles en zone sismique, éditée par l'Agence Qualité Construction.