Ses types, sa procédure de conception et ses nécessités – Expertise avis avant achat

Une maison est un bâtiment dans lequel les gens résident. Alternativement, House est un bâtiment destiné à l'habitation humaine, notamment un sol ou des étages supplémentaires.

Le bâtiment se compose de plusieurs éléments structurels tels que fondations, murs, planchers et toits, etc. Il fournit un espace couvert pour différentes utilisations, notamment résidentielles, éducatives, commerciales, de stockage, etc.

La fondation de construction est comme les racines d'un arbre. La structure d'un arbre a deux parties, l'une est la racine et l'autre est la tige. Au fur et à mesure que l'arbre grandit, ses racines deviennent plus profondes et s'étendent sur une grande surface pour capturer plus de sol. La tige s'épaissit et aide à résister à toutes les forces naturelles. Si les racines ne sont pas bien fixées dans le sol, l’arbre tombera sur le sol, quelle que soit l’épaisseur de la tige. Utilisons ce concept naturel pour comprendre les fondations du bâtiment.

Le bâtiment est divisé en deux catégories,

  • Structure
  • Superstructure

Selon ‘Swami Saran’ (auteur de l’analyse et de la conception des sous-structures, conception de l’état limite), la sous-structure est la partie du bâtiment située sous le niveau du sol. La superstructure est la partie du bâtiment située au-dessus du sol. La fondation entre dans la catégorie des sous-structures.

Image de base

Maintenant que nous connaissons les parties d’un bâtiment, comprenons ce que sont les fondations?

Building Foundation est la partie d'un bâtiment qui est en contact direct avec le sol et transmet les charges de la superstructure au sol porteur. La force et la stabilité de tout bâtiment dépendent de sa fondation.

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Une base solide est indispensable pour tout bâtiment. La charge sur la fondation augmente en raison de la construction du bâtiment. Les charges sont également responsables du règlement du bâtiment. Beaucoup de fois, la défaillance d'une fondation est responsable de l'effondrement / de la défaillance de la structure.

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Causes d'échec des fondations

  • Tassement non uniforme du sous-sol.
  • Le mouvement horizontal du sol adjacent à la structure.
  • Gonflement et retrait du sol dans les cycles secs et humides des saisons.
  • L'action des agences de vieillissement, par exemple, le soleil, le vent, la pluie
  • Racines d'arbres et d'arbustes qui pénètrent dans les fondations.
Lire aussi: Raisons de l'effondrement d'un bâtiment en raison de l'échec de la fondation

Après avoir compris le concept de fondation de bâtiment, comprenons pourquoi la fondation est nécessaire pour un bâtiment.

Nécessité de la fondation

Des fondations sont nécessaires pour chaque bâtiment car,

  • Une fondation est responsable de la sécurité générale et de la stabilité du bâtiment.
  • Foundation répartit la charge de la superstructure sur le sol de manière uniforme.
  • Le transfert uniforme de la charge aide à éviter un tassement inégal du bâtiment.
  • La fondation peut fournir une surface de niveau appropriée à la structure.
  • La fondation maintient la structure au-dessus de celle-ci et la maintient en position verticale.
  • La fondation apporte stabilité et résistance à la structure. Plus la base est solide, plus la structure est stable.
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La procédure générale dans la conception des fondations

Il convient de suivre la procédure suivante lors de la conception des fondations du bâtiment.

  • Effectuer une étude détaillée du site pour obtenir les informations nécessaires sur le sol, sa capacité portante, ses caractéristiques de tassement, sa capacité portante sûre à la profondeur requise / appropriée pour un type de semelle particulier, le niveau de la nappe phréatique, etc.
  • Esquissez le profil du sol en montrant la stratification sur le site ainsi que la position du niveau d'eau maximal. Notez les propriétés physiques et techniques de chaque couche sur le profil de sol lui-même.
  • Déterminer la magnitude et la distribution des charges de la superstructure.
  • En fonction du type de structure, le type de fondation et la profondeur minimale de la fondation sont déterminés par la quantité de charge exercée sur la fondation et le profil du sol, ainsi que par sa capacité de support.
  • Sélectionnez les dimensions appropriées de la fondation. Déterminez la capacité portante de la fondation en tenant compte des propriétés techniques du sol, de la profondeur et des dimensions planifiées de la fondation.
  • Déterminez l’intensité de la pression de base maximale qui doit être inférieure à la capacité de charge de sécurité.
  • Déterminez le tassement, l’inclinaison et le déplacement horizontal de la fondation sous les forces et les moments réels et comparez-les aux valeurs admissibles respectives.
  • Vérifiez la stabilité de la fondation contre les forces horizontales et de soulèvement (pression de l'eau du sous-sol).
  • Réaliser la conception structurelle de la fondation en tenant compte des sections critiques du moment de flexion et du cisaillement.
  • Évaluez le besoin de drains de fondation, d'imperméabilisation et d'imperméabilisation à l'humidité.
  • Préparez le schéma de travail complet pour l'exécution des travaux sur le terrain.
Voir aussi: Classification des charges sur la structure

Pour comprendre d’abord les différents types de fondations, comprenons le concept de semelle.

La semelle est l'unité la plus basse d'une fondation construite avec de la brique, de la maçonnerie ou du béton pour transmettre la charge directement au sol.

Image de pied

Selon ‘Terzaghi’ (ingénieur civil, ingénieur géotechnicien et géologue autrichien également connu comme le père de la mécanique des sols), une fondation est peu profonde si la profondeur de la semelle est égale ou inférieure à sa largeur.

La fondation peu profonde est une fondation de bâtiment permettant de répartir les charges structurelles sur une large zone horizontale à faible profondeur sous le niveau du sol. Les différents types de fondations superficielles sont:

  • Semelles de propagation
  • Fondation de Grillage
  • Semelles chargées de manière excentrique
  • Semelles combinées
  • Fondation Radeau
Image de semelle
  • Une semelle étendue est un type de fondation peu profonde utilisée pour transmettre la charge d'une colonne isolée ou celle d'un mur au sous-sol.
  • La base de la colonne ou du mur est agrandie pour permettre l’étalement ou le soutien individuel de la charge.
  • Les différents types de semelles épandues sont les semelles murales, les semelles en béton armé, les semelles à voûte inversée, les semelles de colonne, etc.
Image du pied de mur
  • Les semelles murales sont constituées de plusieurs couches de briques ou de pierres.
  • La couche de base de ces semelles est soit en béton, soit en un seul matériau.
  • Les semelles murales peuvent être simples ou superposées.

(ii) semelle en béton armé

Semelle en béton armé
  • La semelle en béton armé est identique à la semelle du mur mais la différence est la couche de base de ces semelles en béton armé.
  • Des semelles en béton armé doivent être fournies aux endroits où les murs sont soumis à de lourdes charges et la capacité portante du sol est comparativement faible.

(iii) Semelle de voûte inversée

Semelle de voûte inversée Image
  • Ce type de fondations doit être prévu pour des bâtiments à plusieurs étages dans des temps anciens.
  • Une semelle inversée est utilisée sur un sol mou pour réduire la profondeur de la fondation.
  • Dans ce type de pied, les colonnes d'extrémité doivent être suffisamment stables pour résister à la pression exercée par l'action de la voûte.
Image de pied de colonne
  • Le pied de colonne est un pied indépendant qui est fourni sous une colonne.
  • Le pied de colonne peut répartir la charge sous le sol en répartissant uniformément la charge.
  • En fonction de la charge totale à supporter, du type de structure et de la capacité portante du sol, le pied de colonne peut être constitué de maçonnerie en brique, de maçonnerie en pierre ou de béton de béton armé, etc.
Fondation de Grillage
  • Les fondations de grillage servent à transmettre les lourdes charges des colonnes en acier aux sols à faible capacité portante.
  • Ce type d’arrangement permet d’éviter les excavations profondes et de fournir l’espace nécessaire à la base pour réduire l’intensité de la pression.

(c) Semelles chargées de manière excentrique

Image de pied chargée de manière excentrique
  • Les semelles à charge excentrée sont conçues et proportionnées lorsque le centre de gravité de la charge imposée ne correspond pas au centre de gravité de la zone de support de la base.
  • Parfois, lorsque le mur ou les colonnes doivent être placés près des lignes de propriété, les zones de support requises de la base ne peuvent pas être placées de manière concentrique avec les charges imposées.
  • Dans une telle situation, ces types de semelles sont adoptés pour assurer la stabilité du mur ou de la colonne sans perturber la zone située en dehors de la limite de propriété des bâtiments.
Image de semelle combinée
  • Une semelle étendue qui supporte deux colonnes ou plus dans une ligne est appelée semelle combinée.
  • Si des semelles à écartement indépendant de deux colonnes sont reliées par une poutre, on parle de semelle à sangle.
  • La semelle combinée a une forme rectangulaire si les deux colonnes supportent des charges égales.
  • La semelle combinée a une forme trapézoïdale si les deux colonnes supportent des charges inégales.
Fondation radeau Image
  • La fondation du radeau est une semelle combinée qui couvre toute la zone située en dessous de la structure et supporte tous les murs et les colonnes.
  • Il est prouvé que la fondation de tapis ou de radier est économique, lorsque la capacité de charge du sol est très réduite et que les charges de la construction sont lourdes.
  • Parfois, la masse de sol contient des particules compressibles ou le sol est suffisamment instable pour que le tassement différentiel soit difficile à contrôler. Dans ce cas, ce type de fondation est fourni.
Lisez aussi: Quels sont les différents types de fondation de radeau?

Selon 'Terzaghi' (ingénieur civil autrichien, ingénieur géotechnicien et géologue également connu comme le père de la mécanique des sols), une fondation est profonde si sa profondeur de fondation est égale ou supérieure à sa largeur. répartissez les charges structurelles à une profondeur considérable sous le niveau du sol. Selon Sushil Kumar (auteur de la construction de bâtiments), les différents types de fondations profondes sont:

  • Fondation sur pieux
  • Caissons / Fondations de puits
Fondation Pile Image
  • Une fondation sur pieux est généralement utilisée dans un sol compressible ou saturé d'eau.
  • Un pieu est un élément d'une structure composée de bois, de béton ou d'une combinaison de tels matériaux.
  • La fourniture de fondations sur pieux constitue une solution commune à tous les sites difficiles présentant des problèmes.
Lisez aussi: Necessity of Pile Foundation!

(b) Caissons / Fondations de puits

Caissons Image
  • Un caisson est une structure étanche de type boîte utilisée pour placer une fondation dans la position correcte sous l'eau, qui devient finalement une partie de la structure permanente.
  • Ils sont utilisés pour des fondations profondes sous l'eau où les fondations s'étendent sous le lit de la rivière.

Pendant que nous discutions de la profondeur des fondements avec notre équipe éditoriale, notre mentor, Shri Mahadev Desai, a donné quelques exemples très intéressants de la vie réelle. Il a dit que, à plusieurs reprises, pendant les travaux d'excavation, du bon sol jaune était à peine situé à 4 ou 5 pieds sous le niveau du sol et que quiconque serait tenté de reposer les fondations sur place. Mais comme il était au courant des conditions locales, il ne croyait pas ce qui paraissait être évident et a demandé à l'entrepreneur d'effectuer un autre forage avec une pile sous-alésée de plus de 10 pi et il a été constaté que le niveau immédiatement inférieur à 2 pi, soit -7'0 " le sol s'est encore une fois avéré être un très mauvais sol de coton noir. Cela est dû au fait que beaucoup de travaux de terrassement ont été effectués sur le sol d'origine, qui était bas. Maintenant, dans un tel cas, si quelqu'un reposait les fondations au niveau supérieur, ce serait un désastre car le sol en dessous n'est pas bon. Par conséquent, aucune décision ne devrait être prise sans une exploration parfaite. En outre, il a dit que vous devriez toujours vous renseigner auprès des voisins sur la profondeur des fondations qu'ils ont adoptées comme ligne directrice générale et de prudence.

En résumé, la fondation de bâtiment est la partie la plus basse d’une structure qui assure une surface de niveau appropriée pour le bâtiment. La plupart des bâtiments s'effondrent en raison de la rupture de la fondation. L'échec des fondations a de multiples raisons. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner le type de fondation approprié au moment de la conception du bâtiment.

Le choix du type de fondation pour un site particulier dépend de la nature du sous-sol, de la nature et de l'ampleur des difficultés pouvant être rencontrées ultérieurement, par exemple, la présence de rochers, de troncs d'arbres enterrés, etc., le type de structure, le type de charges, nature du sol sous-jacent et disponibilité des équipements, etc.

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