Règles et méthodes de calcul de la fondation

Peu importe les murs, les meubles et le design de la maison. Tout cela peut se déprécier en un instant si des erreurs ont été commises lors de la construction de la fondation. Et les bévues concernent non seulement ses caractéristiques qualitatives, mais aussi les paramètres quantitatifs de base.

Lors du calcul de la fondation, SNiP peut être un assistant précieux. Mais il est important de bien comprendre l'essence des recommandations qui y sont décrites. L'exigence fondamentale sera l'élimination complète du mouillage et du gel du substrat sous la maison.

Ces exigences sont particulièrement pertinentes si le sol a une tendance accrue à se soulever. Après avoir exploré les informations exactes sur le sol sur le site, vous pouvez déjà vous référer en toute sécurité aux codes et réglementations du bâtiment - il existe des recommandations scrupuleuses pour la construction dans n'importe quelle zone climatique et sur tous les matériaux minéraux existants sur Terre.

Il faut comprendre que seuls les professionnels peuvent se faire une idée suffisamment juste et profonde. Lorsque la conception de la fondation est réalisée par des amateurs essayant d'économiser sur les services d'architectes, il en résulte juste beaucoup de problèmes - maisons déformées, murs toujours humides et fissurés, odeurs de moisi par le bas, affaiblissement de la capacité portante, etc. .

La stabilité de la base sous la maison dépend directement de son type. Il existe des exigences minimales claires pour la performance de divers types de fondations. Ainsi, sous une maison de dimensions 6x9 m, vous pouvez poser des rubans de 40 cm de large, cela vous permettra d'avoir une marge de sécurité double par rapport à la valeur préconisée. Si vous montez des pieux forés, s'étendant au fond jusqu'à 50 cm, la surface d'un seul support atteindra 0,2 m². m, et 36 pieux seront nécessaires. Des données plus détaillées ne peuvent être obtenues que par une connaissance directe d'une situation spécifique.

La conception des fondations, même au sein du même type, peut être très différente. La limite principale s'étend entre les bases peu profondes et profondes.

Le niveau minimum des favoris est déterminé par :

• propriétés du sol;
• le niveau des eaux en eux;
• agencement des sous-sols et des sous-sols;
• la distance aux sous-sols des bâtiments voisins;
• d'autres facteurs que les professionnels devraient déjà considérer.

Lors de l'utilisation de dalles, leur bord supérieur ne doit pas être surélevé de plus de 0,5 m à la surface du bâtiment. Si une installation industrielle d'un étage est en cours de construction qui ne sera pas soumise à des charges dynamiques, ou un bâtiment résidentiel (public) de 1 à 2 étages, il existe une certaine subtilité - de tels bâtiments sur des sols qui gèlent à une profondeur de 0,7 m sont érigés avec le remplacement de la partie inférieure de la fondation par oreiller.

Pour former cet oreiller, appliquez :

• gravier;
• Pierre concassée;
• sable de fraction grossière ou moyenne.

Ensuite, le bloc de pierre doit avoir une hauteur d'au moins 500 mm; dans le cas d'un sable de taille moyenne, préparer la base de manière à ce qu'elle s'élève au-dessus de la nappe phréatique. Les fondations des colonnes et des murs internes des structures chauffées peuvent ne pas s'adapter au niveau d'eau et à la quantité de gel. Mais pour lui, la valeur minimale sera de 0,5 m. Il est nécessaire de démarrer une structure de bande sous la ligne de congélation de 0,2 m.Dans le même temps, il est interdit de l'abaisser de plus de 0,5-0,7 m du point de planification inférieur de la structure.

Des recommandations générales sur les dimensions et la profondeur peuvent être utiles, mais il sera beaucoup plus correct de se concentrer sur les résultats de calculs d'un niveau professionnel. La méthode de sommation couche par couche est d'une grande importance dans leur mise en œuvre. Il vous permet d'évaluer en toute confiance le tassement d'une base reposant sur un substrat naturel de sable ou de terre. Important: il existe certaines restrictions sur l'applicabilité d'une telle méthode, mais seuls les spécialistes peuvent le comprendre en profondeur.

La formule requise comprend :

• coefficient sans dimension;
• la contrainte statistique moyenne d'une couche élémentaire de sol sous l'influence de charges externes ;
• module d'endommagement de la masse du sol lors du chargement initial ;
• il en est de même au chargement secondaire ;
• la contrainte moyenne pondérée de la couche élémentaire de sol sous sa propre masse extraite lors de la préparation de la fosse.

La ligne de fond de la masse compressible est maintenant déterminée par la contrainte totale, et non par l'effet supplémentaire, comme le recommandent les codes du bâtiment. Au cours des tests en laboratoire des propriétés du sol, le chargement avec une pause (libération temporaire) est maintenant considéré. Tout d'abord, la base sous la fondation est classiquement divisée en couches d'épaisseur identique. Ensuite, la contrainte est mesurée au niveau des joints de ces couches (strictement sous le milieu de la semelle).

Ensuite, vous pouvez définir la contrainte créée par la propre masse du sol aux limites extérieures des couches. L'étape suivante consiste à déterminer la ligne de fond de la strate subissant la compression. Et seulement après tout cela, il est enfin possible de calculer le bon tassement de la fondation dans son ensemble.

Le renforcement peut compenser le changement du vecteur d'application de la force, mais il doit être réalisé en stricte conformité avec les conditions de conception. Parfois, la semelle est renforcée ou une colonne est placée. Le début du calcul implique l'établissement de forces qui agissent le long du périmètre de la fondation. Pour simplifier les calculs, il permet de réduire toutes les forces à un ensemble limité d'indicateurs résultants, qui peuvent être utilisés pour juger de la nature et de l'intensité des charges appliquées. Il est très important de calculer correctement les points auxquels les forces résultantes seront appliquées au seul plan.

Ensuite, ils sont engagés dans le calcul réel des caractéristiques de la fondation. Ils commencent par déterminer la superficie qu'il devrait avoir. L'algorithme est approximativement le même que celui utilisé pour le bloc à charge centrale. Bien entendu, des chiffres précis et définitifs ne peuvent être obtenus qu'en décalant les valeurs requises. Les professionnels opèrent avec un indicateur tel qu'un graphique de la pression du sol.

Il est recommandé de rendre sa valeur égale à un nombre entier de 1 à 9. Cette exigence est associée à la garantie de la fiabilité et de la stabilité de la structure. La proportion des charges de projet les plus petites et les plus importantes doit être calculée. Il faut tenir compte à la fois des caractéristiques du bâtiment lui-même et de l'utilisation d'équipement lourd pendant la construction. Lorsque l'action de la grue sur la structure de fondation chargée à l'extérieur du centre est envisagée, la contrainte minimale ne doit pas être inférieure à 25 % de la valeur maximale. Dans les cas où la construction sera effectuée sans l'utilisation de machinerie lourde, tout nombre positif est acceptable.

La résistance maximale admissible de la masse au sol doit être supérieure de 20 % à l'impact le plus important du bas de la semelle. Il est recommandé de calculer le ferraillage non seulement des sections les plus chargées, mais également des structures adjacentes.Le fait est que la force appliquée peut se déplacer le long du vecteur en raison de l'usure, de la reconstruction, de la révision ou d'autres facteurs défavorables. Il est très important de prendre en compte tous les phénomènes et processus qui peuvent avoir un effet néfaste sur la fondation et aggraver ses caractéristiques. La consultation de constructeurs professionnels ne sera donc pas superflue.

Même les charges les plus soigneusement calculées n'épuisent pas la préparation numérique du projet. Il est également nécessaire de calculer la cylindrée et la largeur de la future fondation afin de savoir quel type d'excavation pour la fosse à faire et combien de matériaux préparer pour les travaux. Il peut sembler que le calcul est très simple ; par exemple, pour une dalle d'une longueur de 10, d'une largeur de 8 et d'une épaisseur de 0,5 m, le volume total sera de 40 mètres cubes. m. Mais si vous versez exactement cette quantité de béton, des problèmes importants peuvent survenir.

Le fait est que la formule école ne prend pas en compte la consommation d'espace pour le treillis d'armature. Et que son volume soit limité à 1 mètre cube. m., il s'avère rarement être plus que ce chiffre - vous devez toujours préparer autant de matériel que nécessaire. Ainsi, vous n'aurez pas à payer trop cher pour l'inutile, ou à chercher fébrilement où acheter les accessoires manquants. Les calculs sont effectués un peu différemment lors de l'utilisation d'une fondation en bande, qui est vide à l'intérieur et nécessite donc moins de mortier.

Les variables requises sont :

• la largeur de l'employé pour la pose de la fosse (ajustée en fonction de l'épaisseur des murs et du coffrage à monter);
• la longueur des blocs du mur porteur et des cloisons situées entre eux ;
• la profondeur à laquelle la base est encastrée ;
• une sous-espèce de la base elle-même - avec du béton monolithique, des blocs prêts à l'emploi, des moellons.

Le cas le plus simple est calculé en utilisant la formule du volume d'un parallélépipède moins la quantité de vides internes. Il est encore plus facile de déterminer les paramètres nécessaires à la fondation de la conception du pilier. Il vous suffit de calculer les valeurs de deux parallélépipèdes, dont l'un sera le point inférieur du pilier et l'autre - le bas de la structure elle-même. Le résultat doit être multiplié par le nombre de poteaux qui sont placés sous le grillage avec un intervalle de 200 cm.

Lors de l'utilisation de pieux forés ou vissés fabriqués en usine, seuls les segments de ruban devront être calculés. Les tailles des piliers sont ignorées, sauf pour la prédiction de la taille des terrassements. En plus du volume de la fondation, le calcul de son tassement est également très important.

La représentation graphique de la méthode d'empilement couche par couche montre que vous devez faire attention à :

• la marque de la surface du relief naturel ;
• pénétration du fond de la fondation dans les profondeurs;
• la profondeur de l'emplacement des eaux souterraines;
• la ligne la plus basse de la roche étant pressée;
• la quantité de contrainte verticale créée par la masse du sol lui-même (mesurée en kPa);
• contraintes complémentaires dues à des influences extérieures (mesurées également en kPa).

La gravité spécifique des sols entre le niveau de la nappe phréatique et la ligne de l'aquiclude sous-jacent est calculée avec une correction pour la présence de liquide. Le stress qui se produit dans l'aquiclude lui-même sous la gravité du sol est déterminé en ignorant l'effet de pesée de l'eau. Un grand danger lors du fonctionnement des fondations est créé par des charges pouvant provoquer un renversement. Le calcul de leur taille ne fonctionnera pas sans déterminer la capacité portante totale de la base.

Lors de la collecte de données, les éléments suivants peuvent être utilisés :

• rapports d'essais dynamiques ;
• rapports d'essais statiques ;
• données tabulaires, théoriquement calculées pour une zone spécifique.

Il est recommandé de lire toutes ces informations en même temps. Si vous constatez une incohérence, des divergences, il vaut mieux trouver et comprendre immédiatement sa cause, plutôt que de s'engager dans une construction risquée.Pour les constructeurs amateurs et les clients, le calcul des paramètres affectant le renversement est le plus simple à effectuer conformément aux dispositions de la SP 22.13330.2011. L'édition précédente des règles est sortie en 1983 et, naturellement, leurs compilateurs ne pouvaient tout simplement pas refléter toutes les innovations et approches technologiques modernes.

Il existe un ensemble de situations de perte de résilience, développées par des générations de constructeurs et d'architectes, qu'il faut modéliser. Tout d'abord, ils calculent comment les sols de base peuvent se déplacer, entraînant la fondation avec eux.

De plus, des calculs sont effectués :

• cisaillement plat lorsque la semelle touche la surface;
• déplacement horizontal de la fondation elle-même;
• déplacement vertical de la fondation elle-même.

Depuis 63 ans maintenant, une approche uniforme a été appliquée - la technique dite des états limites. Les règles de construction exigent que deux de ces états soient calculés : pour la capacité portante et pour la fissuration. Le premier groupe comprend non seulement la destruction complète, mais aussi, par exemple, un rabattement vers le bas.

Le second - toutes sortes de coudes et fissures partielles, tassements limités et autres violations qui compliquent le fonctionnement, mais ne l'excluent pas complètement. Pour la première catégorie, le calcul des murs de soutènement et des travaux visant à approfondir le sous-sol existant est en cours.

Il est également utilisé s'il y a une autre fosse à proximité, une pente raide en surface ou des structures souterraines (y compris les mines, les mines). Distinguer les charges stables ou temporaires.

Les facteurs d'influence à long terme ou permanents sont :

• les poids de tous les éléments constitutifs des bâtiments et des sols, substrats remplis en plus ;
• pression hydrostatique des eaux profondes et de surface;
• précontrainte dans le béton armé.

Tous les autres impacts qui ne peuvent toucher que la fondation sont pris en compte dans la composition du groupe temporaire. Un point très important est de calculer correctement le rouleau possible ; des dizaines et des centaines de maisons se sont effondrées prématurément uniquement à cause de son inattention. Il est recommandé de calculer à la fois le roulis sous l'action momentanée et sous la charge appliquée au centre de la base.

Lorsqu'il s'avère que le niveau de roulis par défaut dépasse la norme, le problème est résolu de l'une des quatre manières suivantes :

• un changement complet de sol (le plus souvent, des coussins en vrac constitués de sable et de masse de sol sont utilisés);
• compactage du réseau existant;
• augmenter les caractéristiques de résistance en fixant (aide à faire face aux substrats lâches et aqueux);
• la formation de tas de sable.

En choisissant une option spécifique pour un remblai peu profond, les paramètres technologiques et économiques de la base en béton armé sont d'abord calculés. Ensuite, un calcul similaire est effectué pour le support de pieux. En comparant les résultats obtenus et en les vérifiant à nouveau, vous pouvez tirer une conclusion finale sur le type de fondation optimal.

Lors de la détermination du nombre de cubes de matériaux par plaque de base, évaluez soigneusement la consommation de planches pour le coffrage, ainsi que la longueur et la largeur des cellules de renforcement et leur diamètre. Dans certains cas, le nombre de rangées d'armatures posées peut différer. Ensuite, les proportions optimales de béton sec et de mortier sont analysées.Le coût final de toutes les substances à écoulement libre, y compris les charges auxiliaires pour le béton, est déterminé par leur masse et non par leur volume.

La pression moyenne sous la semelle de la structure de fondation est déterminée en tenant compte de l'excentricité de la résultante des différentes forces par rapport au centre de gravité de la structure. En plus de déterminer la résistance de conception du sol, il est nécessaire de vérifier la couche sous-jacente faible sur toute sa surface et son épaisseur pour le poinçonnage. Presque toujours, l'épaisseur maximale des couches élémentaires dans les calculs est considérée comme ne dépassant pas 1 m.Lors de la construction d'une fondation en bande, le renforcement n'est pas plus épais que 1-1,2 cm.Pour une base de pilier, ils sont guidés par un matériau de reliure d'une épaisseur de 0,6 cm.

Il est très important non seulement d'effectuer tous les calculs efficacement, mais également de bien comprendre ce que devrait être la fondation finie. Dans le cas de la construction d'un très petit ouvrage auxiliaire, il est intéressant d'effectuer des calculs pour la construction d'un tuyau en amiante-ciment. Les supports en ruban et en pieux sont choisis principalement pour les maisons qui créent une charge très importante.

En conséquence, il est déterminé :

• section transversale de la base en diamètre;
• diamètre des raccords de renforcement;
• l'étape de pose du treillis de renfort.

Sur les sables dont la couche est à plus de 100 cm sous le bâtiment, il est préférable de former des fondations légères d'une profondeur de 40 à 100 cm. La même valeur doit être respectée s'il y a un caillou ou un mélange de sable et pierre ci-dessous.

Sur terre glaise, les maisons sont le plus souvent construites le long d'un monolithe massif en ruban percé de contours de renfort par le bas et par le haut. Les côtés doivent être recouverts de sable compacté manuellement, dont la couche est de 0,3 m sur toute la hauteur du ruban. Ensuite, l'effet de compression des contraintes est minimisé ou complètement supprimé. Lorsque la construction a lieu sur un sol représenté par un loam sableux, il est nécessaire d'analyser le rapport sable/argile, puis de prendre une décision finale. Lors du calcul d'une construction dans une zone de tourbe, la masse organique est généralement prélevée sur un substrat solide en dessous.

Lorsque c'est très difficile et que le travail de construction du ruban ou des poteaux s'avère disproportionné et coûteux, les pieux doivent être calculés. Ils sont aussi nécessairement amenés à un point dense où un support stable est créé. Absolument n'importe quel type de fondation est censé commencer en dessous de la ligne de congélation. Si vous ne le faites pas, le pouvoir du déplacement et de la destruction givrés écrasera toutes les structures solides et solides. Il est conseillé de prévoir dans des projets un type d'excavation tel que le creusement le long du périmètre de tranchées de 0,3 m de large.

Des informations correctes sur les propriétés du sol pour les calculs ne peuvent pas être obtenues simplement en creusant un jardin ou en se concentrant sur les paroles des voisins, même s'il s'agit de personnes consciencieuses. Les experts conseillent de forer des puits d'exploration de 200 cm de profondeur. Dans certains cas, ils peuvent être plus profonds si nécessaire pour des raisons techniques.

Dans la vidéo suivante, vous trouverez le calcul de la fondation de la maison en termes de capacité portante.