Comment calculer le nombre requis de pieux vissés?

La fondation est la base du bâtiment et son calcul correct est la base de la longévité de l'ensemble de la structure. Afin de calculer le nombre requis de pieux vissés, leur largeur et d'autres paramètres requis pour la construction de la fondation, vous devez adhérer à une méthode normalisée vérifiée. Il comprend un ensemble de formules dans lesquelles il est nécessaire de substituer des données géodésiques sur les spécificités d'une zone particulière et des valeurs tabulaires correspondant aux paramètres requis de la fondation. Afin de calculer le nombre de pieux vissés pour une fondation dans une maison privée, il est nécessaire de se plonger dans toutes les caractéristiques et subtilités des calculs.

La fondation sur pieux vissés est une excellente solution pour les zones à terrain difficile, qui, de plus, a un prix raisonnable. La spécificité de cette technologie permet la pose des supports en 3 jours et garantit en même temps la fiabilité de la fondation pendant au moins 100 ans. Pour obtenir un résultat de haute qualité, il est nécessaire de prendre en compte tous les facteurs inhérents au processus technique : répartition uniforme des charges, caractéristiques du sol, profondeur de gel du sol, présence et spécificités des eaux souterraines, etc.

À la suite de tous les calculs, des données apparaissent qui donnent des réponses à des questions telles que :

• hauteur requise des pieux vissés;
• diamètre du pieu vissé;
• la profondeur de leur installation;
• le nombre requis de pieux vissés;
• coût total des matériaux.

Le design est toujours la première étape de tout travail.

Pour les calculs, vous pouvez utiliser la méthode standardisée pour les pieux vissés décrite dans SNiP 2.02.03–85. Il est basé sur des données d'arpentage géodésique pour un terrain spécifique.

Ils comprennent les informations suivantes :

• description du relief du site ;
• composition et densité du sol;
• niveau des eaux souterraines;
• profondeur de gel du sol;
• précipitations saisonnières dans la région de développement.

À l'aide de ces données, le nombre de pieux vissés pour la fondation (K) est calculé.

Pour les calculs, vous avez besoin des indicateurs suivants :

• la charge totale sur la fondation (P), qui est la somme des masses de tous les matériaux utilisés ;
• le facteur de sécurité (k), qui est un indicateur correctif de la valeur de la charge totale sur les pieux ;
• capacité portante du sol - valeur tabulaire;
• la surface du talon du pieu, qui est directement proportionnelle à son diamètre, est une valeur tabulaire ;
• la charge maximale admissible (S), l'indicateur pour un pieu est une valeur tabulaire.

Le facteur de fiabilité (k) est en corrélation avec le nombre total de pieux et a les valeurs correspondantes :

• k = 1,4, si les piles sont de 11 à 22 pièces ;
• k = 1,65 - de 5 à 10 pièces;
• k = 1,75 - de 1 à 5 pièces.

Chaque pieu porte une charge égale à la charge totale divisée par le nombre de supports. Moins il y en a, plus la charge sur un pieu est forte et plus vite il devient inutilisable, et avec eux toute la fondation et la maison.

En utilisant la formule ci-dessus, le coefficient pour les pieux vissés, le calcul des charges et la construction ultérieure ne sont pas associés à des difficultés particulières.

Dans les calculs finaux, il est nécessaire de répartir les charges sous les structures porteuses et les points critiques avec une pression excessive sur la fondation, en tenant compte :

• type de piles (suspendues ou racks);
• masses;
• valeurs de force de roulis.

Lors du calcul de la fondation vissée et des charges exercées sur celle-ci, les indicateurs suivants doivent être pris en compte:

• la masse totale de la structure (constante), mesurée en kilogrammes, est la somme des masses de ces éléments :
  • murs et cloisons;
  • chevauchements;
  • toits;
• charges supplémentaires (temporaires, variables) :
  • la masse de neige sur le toit ;
  • la masse de tous les éléments de la maison: meubles, équipements, matériaux de finition et résidents (valeur moyenne 350 kg / m²);
• les charges dynamiques à court terme résultent des effets de :
  • rafales de vent;
  • processus sédimentaires;
  • fluctuations de température.

Selon la structure (forme) du pieu vissé, la spécificité de son application diffère.

Il existe de tels types communs:

• shirokoplastny avec une pointe moulée - utilisé pour les petits bâtiments avec un sol simple;
• multicouche avec plusieurs lames à différents niveaux - utilisé avec une charge accrue sur un sol difficile;
• avec un périmètre variable - un produit à profil étroit pour des conditions spécifiques;
• plastique étroit avec une pointe dentée moulée - utilisé dans le pergélisol et les sols rocheux.

Il existe plusieurs caractéristiques techniques principales des pieux vissés.

Ceux-ci inclus:

• longueur du canon et matériau de fabrication;
• diamètre du pieu;
• une variété de lames et leur méthode de fixation au canon.

Les pieux sont fabriqués avec des dimensions normalisées pour l'exécution des tâches correspondantes :

• 89 mm (diamètre de lame 250 mm) - avec une charge nominale sur un support ne dépassant pas 5 tonnes, il s'agit principalement de maisons à ossature à un étage;
• 108 mm (diamètre de lame 300 mm) - avec une charge nominale sur un support ne dépassant pas 7 tonnes: maisons à ossature à un et deux étages, bâtiments en bois et structures en blocs de mousse;
• 133 mm (diamètre de lame 350 mm) - avec une charge nominale sur un support ne dépassant pas 10 tonnes: maisons en brique et en béton cellulaire utilisant des éléments métalliques.

Le choix de la longueur du pieu est basé sur l'indice de densité du sol : le pieu ne doit être supporté que sur des sols solides.

Aussi, leur longueur dépend des dénivelés disponibles sur le site :

• la profondeur du limon est inférieure à 1 mètre - la longueur des pieux est de 2,5 mètres;
• avec des sols meubles ou des sables mouvants, la longueur du pieu est déterminée par la profondeur d'immersion du foret dans les couches dures;
• en cas d'irrégularité du terrain, la différence de longueur des pieux peut varier de 0,5 mètre ou plus, selon le cas particulier.

Les valeurs tabulaires de l'emplacement des supports les uns par rapport aux autres incluent les valeurs suivantes :

• de 2 à 2,5 mètres - pour les maisons à pans de bois et les bâtiments en blocs;
• 3 mètres - pour les bâtiments en bois ou en rondins.

Lors du placement des pieux de fondation pour une répartition uniforme des charges, les règles suivantes pour leur placement doivent être prises en compte :

• à chaque coin de la maison;
• au point d'intersection du mur porteur et de la cloison intérieure ;
• près du portail d'entrée;
• à l'intérieur du périmètre du bâtiment à des intervalles de 2 mètres ;
• au moins 2 piles sous la cheminée;
• sous un mur porteur, à l'emplacement d'un balcon, d'une mezzanine ou d'une structure similaire.

Un grillage est un élément de fondation nécessaire pour répartir uniformément la charge exercée par la structure sur la fondation. Pour assurer la fiabilité du grillage, il est nécessaire de calculer un certain nombre de paramètres, alors que le type de grillage n'a pas d'importance.

Les calculs comprennent :

• force de poinçonnage de la fondation;
• force de poinçonnage agissant séparément sur chaque coin ;
• force de flexion.

Si un grillage élevé est utilisé, toute la charge est appliquée aux piles. La charge verticale agit par le bas, la charge déformante agit par le côté. De tels calculs sont très complexes et nécessitent des connaissances professionnelles. Pour les calculs, vous devez utiliser les normes de construction individuelle.

Ils définissent les normes suivantes :

• les supports peuvent être reliés au grillage de deux manières : rigide et libre ;
• la profondeur d'entrée de la tête de pieu dans le grillage est d'au moins 10 cm ;
• la distance entre le sol et le grillage est d'au moins 20 cm ;
• l'épaisseur du grillage ne peut être inférieure à l'épaisseur des murs et est d'au moins 40 cm ;
• le grillage doit avoir une hauteur de plus de 30 cm;
• le grillage est renforcé de renfort longitudinal et transversal avec une section de tige de 10 à 12 mm.

Cet exemple sert à montrer en détail l'application des formules dans le calcul de la fondation vis-pieux.

Les données initiales pour une maison avec un périmètre de 10x10 sont :

• une maison construite à l'aide de la technologie de la charpente, le toit est recouvert d'ardoise, il y a un porche;
• dimensions des fondations - 10x10, hauteur du bâtiment - 3 mètres;
• deux cloisons sont installées à l'intérieur, qui, se croisant, divisent la pièce en 3 pièces ;
• pente du toit - 60 degrés;
• le cadre est constitué d'une barre d'une section de 150x150 ;
• le grillage est constitué d'un bar d'une section de 200x200 ;
• les murs sont en panneaux SIP.

Ensuite, les calculs des éléments structurels suivants sont effectués :

• surface du mur :
  • transporteurs : 10 * 3 * 4 = 120 m². m;
  • cloisons : 10 * 3 + 5 * 3 = 45 m² m;
• masse des murs (la masse de 1 m² d'un mur d'une barre et d'une cloison est tirée du tableau des valeurs moyennes):
  • porteur : 50 kg * 120 = 6000 kg ;
  • cloisons : 30 kg * 45 = 1350 kg ;
  • total : 6000 + 1350 = 7350 kg ;
• la masse d'étages par 100 m². m.:
  • sous-sol : 150 kg * 100 = 15000 kg ;
  • grenier : 100 kg * 100 = 10 000 kg ;
  • toit : 50 kg * 100 = 5000 kg ;
  • total : 15 000 * 10 000 + 5 000 = 30 000 kg ;
• la masse d'éléments supplémentaires (le contenu interne de la maison, le type d'appareils électroménagers, les finitions, le nombre d'habitants, etc.), une valeur moyenne tabulaire pour 1 mètre carré est prise. m en 350 kg :
  • 350 * 100 = 35000 kg.;
• masse totale du bâtiment :
  • 35 000 + 30 000 + 7 350 = 72 350 kg ;
• par exemple, un facteur de sécurité de 1,4 est pris ;
• la charge maximale sur le talon d'un pieu d'un diamètre de 300 mm est de 2600 kg, à condition que la résistance du sol soit de 3 kg/cu. cm (sol avec une densité moyenne, une présence d'eau profonde et un niveau de congélation ne dépassant pas 1 mètre);
• on calcule le nombre de pieux selon la formule K = P * k / S : K = 72350 * 1,4 / 2600 = 39 pieux.

Lors du calcul du nombre de pieux et de leur répartition sur toute la surface de la fondation, il existe de nombreuses petites caractéristiques, dont chacune affecte d'une manière ou d'une autre l'amélioration du résultat final:

• lors de l'installation d'une fondation en pieux vissés sur un sol instable complexe, pour renforcer la structure de support, un cerclage est utilisé à l'aide d'un angle ou d'un canal métallique au niveau du sous-sol;
• en l'absence de données géodésiques pour les calculs, il est préférable d'utiliser les paramètres correspondant à la charge minimale de conception, c'est-à-dire de créer un facteur de sécurité maximal ;
• pour améliorer la qualité des calculs, en plus des formules et des données tabulaires, il vaut la peine d'utiliser un programme de conception: il recalculera tous les paramètres et réfutera ou confirmera le calcul manuel;
• les pieux les moins durables ont des troncs de tuyaux de couture avec des lames soudées;
• selon les normes, le sous-sol ne devrait pas s'élever à plus de 60 cm au-dessus du sol, tandis que la longueur du pieu devrait être de 20 à 30 cm.

Lors de l'installation de pieux sur une zone inégale, il est conseillé de laisser une marge de longueur d'environ 20 à 50 cm.À l'avenir, l'excédent pourra être coupé ou retiré. Mais s'il y a pénurie, vous devrez enfoncer une nouvelle pile.

Pour plus d'informations sur la façon de calculer le nombre de pieux vissés, voir la vidéo ci-dessous.