La procédure de conception des fondations à partir de pieux forés

Méthodes de calcul de la capacité portante pour divers paramètres

La capacité portante d'un pieu dépend d'un certain nombre de paramètres. Les principaux sont le matériau du support et les types de sol avec lesquels il entre en contact lors de l'approfondissement. Sur la base de ces caractéristiques, vous pouvez facilement calculer le nombre requis d'éléments de la fondation sur pieux et leurs paramètres géométriques.

Parmi les plus répandues dans la construction de logements privés, on distingue les fondations sur pieux suivantes :

• Sur pieux vissés;
• Sur supports entraînés ;
• A l'aide de pieux forés.

Chaque option est bonne dans certains cas et peut être utilisée dans la construction de bâtiments de conceptions et de nombres d'étages différents.

Calcul de la fondation sur pieux vissés

Les pieux vissés sont des supports tubulaires en acier équipés de lames au fond pour faciliter le processus de pénétration dans le sol. Pour la construction de maisons, des éléments d'un diamètre de 133, 108 et 89 mm sont utilisés. Des pieux plus minces peuvent être utilisés pour l'installation de structures légères telles que des belvédères et des terrasses.

Fondation sur pieux vissés

La capacité portante d'un pieu à pales dépend des paramètres d'appui suivants :

1. Diamètre du tuyau ;
2. La longueur du tuyau immergé dans le sol ;
3. Le diamètre des aubes qui répartissent la charge finale sur le sol.

Même les tuyaux du plus grand diamètre ne leur permettent pas d'être utilisés pour des structures constituées de matériaux de construction relativement lourds tels que des briques et des blocs muraux en béton. Pour correspondre à la charge de la maison, même sur des sols aussi puissants que l'argile, le pas d'installation des pieux vissés peut être de 0,3 mètre, ce qui n'est pas rentable du point de vue de la technologie et de l'économie de la construction.

Caractéristiques de la fondation sur pieux battus

La capacité portante maximale possible d'un pieu battu permet une utilisation généralisée de ce type de fondations, même dans la construction de bâtiments résidentiels à plusieurs étages. Cela contribue à leur distribution lors de la construction de structures jusqu'à 40-60 mètres de haut.

L'utilisation d'équipements de construction spécialisés permet l'utilisation de supports dont la longueur de la surface latérale peut atteindre des dizaines de mètres. Le pieu martelé avec son extrémité inférieure repose sur des roches à haute résistance, leur transférant la charge de la structure de la maison. La résistance du matériau de support est suffisante pour maintenir son intégrité sous une charge aussi élevée.

Dans la construction de logements privés, la fondation sur pieux battus est très mal répartie. Cela est dû au coût élevé de la location du matériel d'entraînement pneumatique et de ses opérateurs. Ce n'est que dans des cas extrêmes que les ingénieurs en construction sont enclins à ce type de fondation pour les maisons privées à deux étages.

Pieux forés - la meilleure option de fondation

Les pieux forés sont similaires aux pieux battus, mais l'installation du corps de support s'effectue directement sur le chantier. Pour cela, un trou est percé dans le sol, dans lequel un coffrage cylindrique creux en forme de tuyaux est abaissé. Un cadre de renforcement en acier est installé à l'intérieur et la cavité est remplie de béton. Pour augmenter la capacité portante du pieu, il est possible de fabriquer son extrémité inférieure sous la forme d'une expansion hémisphérique ou conique.

Un aspect important est le matériau à partir duquel le support est fabriqué et la méthode de sa fabrication. La valeur maximale est typique pour les rayonnages d'usine en béton armé. La capacité portante du pieu en termes de matériau dans les calculs est caractérisée par des coefficients dont la valeur est déterminée selon les tableaux correspondants.

Fondation sur pieux forés

Lors du forage du premier trou ou du trou d'essai sur le chantier de construction, il est nécessaire d'étudier le plus soigneusement possible les couches de sol existantes, car chaque type de sol a une capacité portante du pieu différente. Des chiffres spécifiques pour chaque type de sol peuvent être facilement trouvés dans le GOST correspondant, appelé « Sols.Classification". Ces valeurs sont prises en compte lors de la détermination de la capacité portante du pieu au sol.

Un pieu foré, comme un pieu battu, en raison de son ajustement serré dans le sol, transfère la charge de la structure de la maison non seulement avec son extrémité inférieure, mais également sur toute la surface latérale. Cela les distingue des supports de pieux et constitue un avantage indéniable. Pour une étude plus approfondie de la technologie de calcul de la capacité portante d'un pieu, considérons-la avec un exemple précis.

Comment créer une structure de pieux forés de vos propres mains?

Une fois tous les puits forés, le développeur peut commencer à couler les pieux forés de ses propres mains. Ce processus nécessite le respect des technologies qui permettent la mise en œuvre progressive de tous les travaux. Le développeur dans cette affaire sera aidé par des instructions étape par étape, grâce auxquelles il pourra minimiser les erreurs et construire des structures de support fiables et durables.

Une fondation ennuyée de vos propres mains est créée comme suit:

1. Des coffrages sont en cours de construction, dont le type est déterminé en fonction de la technologie qui sera utilisée pour les pieux. Si le diamètre du trou de forage ne dépasse pas 50 cm, un morceau de matériau de toiture peut être utilisé, qui s'enroule sous la forme d'un cylindre et est immergé dans le trou. Lors de la construction de chalets et de bâtiments légers, un tuyau en polymère peut être utilisé pour le coffrage. Pour les structures plus massives, un tuyau en amiante-ciment doit être utilisé, ce qui améliorera la capacité portante de la structure de fondation. Si les puits ont un grand diamètre, le développeur devra utiliser un coffrage en panneaux, qui est généralement utilisé lors du coulage d'une fondation en colonnes.
2. Renfort de coffrage. L'utilisation de cadres métalliques lors de la création de pieux forés leur permet de fournir une résistance, une fiabilité et une durabilité maximales. Pour créer un cadre, les développeurs devront utiliser 4 tiges (verticales) dont le diamètre doit dépasser 10 mm. Un anneau métallique est installé entre le renfort à plusieurs endroits, ce qui fixera le diamètre du cadre. Le cerclage est effectué au-dessus d'une telle structure. La cage d'armature fabriquée par nos soins est installée dans le puits de sorte que les tiges supérieures dépassent du béton. Ceci est nécessaire pour réaliser par la suite un fagot de tas avec un grillage.
3. Lors du coulage des pieux forés, la technologie prévoit l'utilisation de béton dont la note commence à B22.5. Une trémie doit être installée à la tête de puits pour empêcher l'effondrement du sol, conduisant à une structure en béton inégale. À travers lui, le mélange de béton sera introduit dans le trou, qui contient un coffrage et une structure renforcée. Si le développeur utilise une charge à gros grains pour le béton, il doit alors utiliser une buse vibrante profonde pendant le processus de coulée. La technologie de création de pieux forés interdit l'utilisation de briques brisées comme charge pour le mélange de béton.
4. La création du grillage est l'étape finale de l'érection de la structure de fondation forée. Le développeur doit construire un coffrage sur tout le périmètre de la fondation. Les boucliers sont fixés les uns aux autres avec des goujons et un renfort est posé à l'intérieur. Un grillage pour ce type de fondation ne peut pas passer les communications d'ingénierie, elles sont donc effectuées sous celle-ci.

Une fois le bétonnage terminé, le coffrage est démonté. Le sable est retiré sous le grillage et les vides qui en résultent sont protégés d'un remplissage accidentel de terre avec un matériau en feuille. L'auto-création d'une telle structure de fondation permettra au développeur d'économiser jusqu'à 40% de son budget.

6.2 Construction des pieux forés et des matériaux

6.2.1 La profondeur de la fondation en béton armé
les pieux forés vibro-estampés sont attribués en fonction de critères hydrogéologiques
conditions, les solutions de conception pour la partie souterraine des structures et la disponibilité
communications.Lors du choix d'une couche de sol de support, il convient de garder à l'esprit que lorsque
enfoncement vibrant de pierres concassées dans le fond des puits dans le sol en dessous de la marque de fond
un "noyau" de pierre concassée est formé, de forme proche d'un cône d'une hauteur d'au moins
diamètre du forage avec une zone de sol compacté autour du "noyau". Pour
le pilonnage vibrant doit utiliser de la pierre concassée de roche dure (granit,
gravier, etc.) avec une granulométrie de 20 - 40 mm (ou 40 - 70 mm) selon GOST
8267-93.

6.2.2 Les pieux doivent être renforcés au préalable
cadres fabriqués de longueur projetée. Il est permis de construire le cadre jusqu'à
longueur de conception par assemblage, conformément aux exigences du travail
documentation, directement lors de sa descente dans le puits foré.

6.2.3 Conception et technologie du cadre
l'installation est attribuée en fonction de la position de conception (centrage)
le cadre dans le puits et la taille de la couverture en béton est d'au moins 70 mm dans le clair. AVEC
à cet effet, la quantité requise est installée sur la cage d'armature
entretoises de qualité et de paramètres géométriques appropriés.

6.2.4 Concevoir des indicateurs de résistance,
la résistance au gel et la résistance à l'eau du béton sont assurées en prescrivant la composition optimale du mélange de béton,
qui doit être sélectionné par la méthode de sélection du laboratoire sur la base des spécificités
propriétés des matériaux utilisés (ciment, granulats, additifs) conformément
avec les instructions de l'annexe 4 SP 46.13330.2012 et les recommandations de ce
document méthodologique. Dans ce cas, la composition du mélange de béton pour le bétonnage
les puits avec estampage par vibration volumétrique doivent être sélectionnés en fonction de la possibilité
"Revitalisation" du mélange de béton posé avec un équipement de vibration pendant 3 heures en cas
pauses forcées dans la fourniture d'une nouvelle portion du mélange (annexe).

6.2.5 Mélange de béton déposé dans le forage à
utilisant l'estampage de vibration volumétrique, peut assurer l'acquisition du béton dans
l'âge de 28 jours établi par les indicateurs de qualité du projet pour la force,
correspondant à une classe non inférieure à B25, une résistance à l'eau non inférieure à W6 et une résistance au gel non inférieure à F200.

6.2.6 Pour la préparation d'un mélange de béton,
utiliser des ciments Portland d'au moins 400 grades minéralogiques normalisés
composition (art.
1.14 GOST 10178-85),
à C₃Et pas plus de 8%,
ciments Portland sans additif ou ne contenant pas plus de 5% d'additifs minéraux dans
conformément à l'annexe 3 de l'entreprise commune
46.13330.2012.

6.2.7 En tant qu'additifs améliorant
propriétés technologiques du mélange de béton et l'amélioration de la qualité du béton, devrait
appliquer les additifs spécifiés dans les annexes 3 et 6 du PS
46.13330.2012.

6.2.8 En tant que granulat grossier pour le béton
le mélange doit être de la pierre concassée en granit avec une granulométrie de 5 à 20 mm,
obtenu par concassage de roches non remaniées conformément à
les exigences de GOST 26633-91.
Pour la préparation de la pierre concassée, une roche est utilisée qui a une eau saturée
condition avec une résistance d'au moins 80 MPa, avec une absorption d'eau d'au plus 0,5%.

6.2.9 Pour le mélange de béton, il est nécessaire d'utiliser
sable de quartz naturel ou sable concassé de roches ignées à haute résistance
avec un module de finesse d'au moins 2,5 conformément aux exigences de GOST 26633-91.

6.2.10 Le ciment et les granulats doivent être dosés selon
masses et solutions aqueuses d'additifs plastifiants et entraîneurs d'air - par
le volume.

6.2.11 Indicateurs de mélange de béton sur le lieu de mise en place
attribués par la Réglementation Technologique en fonction du mode de remplissage
puits.

Conseils utiles

La fondation du grillage sur pieux doit être érigée correctement, en respectant toutes les technologies de construction - cela contribuera à augmenter ses caractéristiques techniques et opérationnelles.

Si les travaux de construction sont effectués par des artisans novices, ils doivent alors prendre en compte certaines des recommandations de spécialistes expérimentés.

• L'installation doit commencer par des calculs. Pour cela, le type de sol et la profondeur du grillage sont déterminés.Si la profondeur de support est insuffisante, le bâtiment peut rétrécir et se fissurer, puis même s'effondrer.
• L'étude du sol, dont dépend la capacité portante de la structure, joue un rôle énorme. Les indicateurs les plus élevés se trouvent dans les roches et les sols pierreux. Si la composition du sol est mal déterminée, cela entraînera des erreurs dans les calculs de la charge de la structure, ce qui entraînera un enfoncement dans le sol.
• Il doit y avoir une bonne connexion entre les pieux et le grillage, car la structure instable peut s'effondrer sous l'influence de la pression du sol.
• Quel que soit le type de fondation, il est impératif de poser un coussin de sable à la profondeur de gel - cela est particulièrement vrai pour le fonctionnement de la fondation en hiver. Le sol gelé peut se dilater et casser le grillage.

• Le grillage ne doit pas toucher la surface du sol ni y être enterré. Il faut enlever une petite couche de terre sur tout le périmètre du chantier, puis installer le coffrage, remblayer le sable et couler le béton.
• Le pas entre les pieux doit être calculé avec précision. Cet indicateur est déterminé en fonction de la charge sur la fondation, du diamètre et du nombre d'armatures.
• Lors du renforcement, il vaut la peine de prévoir la quantité requise de conduits de ventilation. Tous les compartiments internes doivent être reliés aux sorties extérieures.
• L'isolation et l'imperméabilisation jouent un rôle important dans la construction de la base. Ils doivent être posés avant que la fondation ne soit coulée avec du béton.
• Le fond de la fosse ou de la tranchée doit être tassé et non desserré. Il ne devrait pas être permis que la terre des murs s'effondre sur la base. De plus, l'eau sédimentaire doit s'écouler de la tranchée ou de la fosse de fondation, sinon le fond deviendra humide et ne conviendra pas au remplissage avec une solution. Une pente de pente excessive est également inacceptable dans les tranchées.
• Un sol faible nécessite un renforcement avec des pieux et un bon remblai.

• Le sable qui est utilisé pour remplir le coussin d'air doit être humidifié et le coussin doit être réparti sous le contour jusqu'au bord à un angle de 45 degrés.
• Le coffrage doit être solidement fixé, car lorsqu'il est coulé avec du béton, il peut ne pas supporter la charge et s'effondrer. La déviation du coffrage par rapport à la verticale de plus de 5 mm n'est pas autorisée.
• La hauteur de la fondation est faite avec une petite marge de 5 à 7 cm par rapport à la hauteur indiquée dans le projet.
• Lors du renforcement du cadre, il est recommandé d'utiliser des tiges d'une section totale d'au moins 0,1% de la surface de l'élément en béton. Dans ce cas, il est préférable de choisir des raccords lisses qui ne présentent pas de traces de rouille, de saleté et de peinture.
• Il n'est pas souhaitable de fixer le renfort par soudage - cela peut violer sa résistance au niveau des joints.
• La qualité du béton à couler doit être choisie en fonction de la construction de la base et des conditions climatiques de la région.

Pour plus d'informations sur les caractéristiques de conception de la fondation de grillage sur pieux, voir la vidéo suivante:

Instructions générales

4.1.
Lors de l'installation de pieux en béton foré et tubulaire dans des sols de pergélisol
les exigences des chapitres du SNiP doivent être respectées: selon les règles de production et d'acceptation
travaux de fondations et fondations, selon les règles de production et de réception des travaux
structures monolithiques en béton et béton armé, règles de sécurité sur
construction, SI 393-69 "Instructions pour le soudage des joints d'armature et
détails personnalisés des structures en béton armé ", ainsi que les exigences
de cette rubrique.

4.2. À
la production de travaux sur l'installation de pieux forés et tubulaires en béton est autorisée
seules les personnes ayant suivi une formation spéciale pour connaître les exigences de cette
Instructions.

4.3.
Les projets de production d'œuvres doivent prévoir :

une)
fourniture d'appareils de forage avec eau chaude en hiver;

b)
points de déchargement des déblais de forage;

v)
zones de stockage de sections de cages d'armature et de tubes de tubage dans un rayon
actions des grues;

G)
maintien de pieux en béton dans un sol de pergélisol par la méthode "thermos" et
chauffage électrique du béton jusqu'à une profondeur de 5 m à des températures de l'air négatives;

e)
installation dans un pieu sur quatre pour toute la profondeur du puits d'un tube en acier
avec un diamètre de 38-50 mm pour contrôler le régime de température du béton
par la méthode "thermos". Installation des mêmes tubes de 5 m de long dans tous
le reste des pieux pendant le bétonnage pendant la période de l'année avec des températures de l'air négatives
pour contrôler le régime de température du chauffage électrique en béton. Tubes dans les deux
les boîtiers doivent être installés dans la zone de contact du béton avec le sol des parois des puits
ou béton avec tubage de tuyaux ;

e)
dispositif de puits spécial ou local équipé pour la tenue
contrôler des échantillons de béton à la température du sol de pergélisol.

4.4. Avant
pour commencer à forer des puits :

une)
aménagement préliminaire du chantier selon le projet;

b)
dispositif d'entrées de voiture;

v)
panne et fixation sur le site des axes principaux du champ de pieux ;

G)
travailler conformément aux exigences spécifiées dans « a », « b » et « c » de la présente instruction.

4.5. V
lors de l'installation des pieux, un journal des travaux sur pieux doit être conservé sous la forme,
spécifié dans cette instruction. Le journal doit être rempli un jour
l'exécution des travaux sur chaque pile séparément.

4.6. Grues pour toutes les opérations de levage
lors de l'installation des pieux, ils doivent avoir une capacité de levage, une hauteur de levage et une portée
rampes permettant l'installation de tuyaux à déplacement vertical (dans le cas de
bétonnage selon la méthode "VPT"), pose de tronçons de cages d'armature et
fourniture de conteneurs (seaux) avec mélange de béton pour empiler les puits.

Particularités

La technologie prévoit la présence de supports autonomes et d'un élément de connexion - un grillage. La profondeur des pieux dépend des conditions géologiques du site et des caractéristiques structurelles du bâtiment. Le forage de puits sur une longue distance permet d'augmenter la surface de contact du support du bâtiment avec le sol. Cela augmente le frottement. De telles fondations sont capables de résister à de lourdes charges.

Schéma de l'appareil

Le dispositif des pieux forés présente un grave inconvénient : tous les supports fonctionnent séparément. Cette option augmente la probabilité de précipitations inégales, ce qui est dangereux pour presque tous les types de bâtiments. Pour éviter la destruction des murs, un grillage en ruban de béton armé est prévu. Son renfort lui permet de bien supporter les charges de flexion et d'unir tous les supports en une seule fondation. La technologie de fabrication du grillage peut être différente selon les conditions géologiques.

Pieux forés - qu'est-ce que c'est

La technologie d'installation de pieux forés comprend deux processus : forer des puits et les remplir de béton armé directement sur le chantier. C'est-à-dire que les vibrations qui surviennent inévitablement lorsque les pieux finis sont entraînés par la méthode des chocs ou des vibrations sont exclues. En raison de ces vibrations, le blocage en ville n'est pratiquement pas utilisé et la méthode de vibration est limitée.

En termes de sécurité, les pieux vissés peuvent rivaliser avec les pieux forés. Mais ils ne conviennent qu'aux bâtiments de faible hauteur en raison de leur capacité portante limitée. Une fondation forée peut bien supporter la charge d'un bâtiment à plusieurs étages, tout dépend des paramètres des pieux et du grillage. En particulier, la profondeur d'immersion d'une tige de béton peut aller jusqu'à 30 mètres voire plus.

Autres avantages de la technologie des pieux forés :

• la possibilité d'utiliser sur des sols avec des débris. Dans ce cas, l'immersion des pieux finis est compliquée par des obstacles naturels et elle est pratiquement impossible sans forer des puits de guidage ;
• compacité des équipements. Grâce à elle, des pieux forés peuvent être réalisés même sous terre ;
• relativement bon marché du processus - des consommables bon marché et aucun équipement lourd coûteux n'est requis.

La conception des pieux et de la fondation dans son ensemble est réalisée sur la base de paramètres de conception:

• profondeur d'immersion;
• section de tronc;
• le nombre de piles et la distance entre elles.

Cela inclut également la présence / l'absence d'élargissement. L'élargissement (talon) est obligatoire sur les sols argileux pour éviter de pousser le tas vers l'extérieur lors du soulèvement par le gel. Dans d'autres cas, cela dépend des caractéristiques du sol et de sa structure. Notre spécialiste vous conseillera gratuitement sur cette question et d'autres pour votre objet.

Les paramètres du pieu sont déterminés en fonction des charges attendues sur la fondation. Les charges suivantes sont prises en compte :

• la masse de la structure ;
• résistance du sol au pied du pieu ;
• résistance du sol à la surface latérale de la tige de béton.

Les données initiales pour les différents sols, les coefficients nécessaires sont dans les tables SNiP. Les aspects techniques et organisationnels clés du workflow sont présentés dans la carte technologique des pieux forés :

• partie introductive - portée;
• justification du choix de la technologie, de ses caractéristiques pour un objet donné ;
• recommandations pour l'organisation du travail;
• calendrier du cycle de production pour ce type de puits ;
• calcul des coûts de main-d'œuvre;
• indicateurs techniques et économiques, temps consacré au fonctionnement des équipements ;
• une liste de ressources - équipement, outils, matériaux avec une indication de GOST pour chaque poste;
• carte de contrôle qualité indiquant le poste de la personne chargée de contrôler chaque opération.

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Technologie de forage avec protection de forage

La technologie de forage est également utilisée pour protéger les parois des puits de l'effondrement en les remplissant d'une solution d'argile spéciale, la tête de puits est renforcée avec un tubage court;

Technologie de construction de pieux forés avec forage de puits sous

• a) - étape 1 - tubage de la tête de puits ;
• b - étape 2 - extraction du sol sous protection d'une solution argileuse ;
• c - étape 3 - installation d'une cage de renfort dans le puits ;
• d - 4 étapes - bétonnage du puits selon la méthode HMW.

1. plate-forme de forage;
2. boîtier court;
3. solution d'argile;
4. corps de travail de la plate-forme de forage ;
5. cage de renfort;
6. tuyau en béton avec entonnoir;
7. amortisseur;
8. pilier en béton

• la tête de puits est renforcée par un tubage court ;
• le sol est extrait du puits sous la protection de boue de bentonite;
• une cage de renfort est installée dans le puits ;
• le puits est bétonné à l'aide de la méthode du tuyau à déplacement vertical (VTP).

Forage des puits pieux protégés Les tubes de cuvelage d'inventaire sont le plus souvent utilisés pour les fondations de ponts.

Pour fixer les parois des puits, des tubes de cuvelage en acier d'inventaire d'un diamètre de 1,2 sont utilisés; 1.5 ; 1.7 ; 2,0 m Ils se composent de sections intermédiaires de 2, 4 et 6 m de longueur, aboutées par des bouchons coniques filetés, et d'une section de couteau avec une couronne coupante à dents.

Lors de l'utilisation de cette technologie, des travaux préparatoires sont d'abord effectués:

1. coupe par un bulldozer avec chargement dans des camions à benne basculante à l'aide de chargeurs et stockage dans un endroit désigné de la couche de végétation du sol, disposition de la plate-forme de travail et du dispositif
   entrées;
2. fendre et fixer les axes du support et de chaque pieu à partir d'une base d'alignement géodésique ;
3. livraison et assemblage d'équipements de forage, de grue et de coulée de béton ;
4. préparation d'un site en dalles de béton armé pour une machine de forage et d'autres équipements, installation d'une plaque de base d'inventaire pour une table de forage.

Après avoir terminé tous les travaux préparatoires, les puits sont forés dans l'ordre suivant :

Extension du tubage avec un camion-grue

A la fin du forage, la profondeur du puits et la qualité du nettoyage du fond du forage sont contrôlées par une descente lente du corps de travail et un prélèvement test des déblais de forage du fond du forage.

Annexe 1. Exemples de ferraillage de pieux forés en béton armé

spécification
acier d'armature par nuance

Armatures soudées en béton armé forées
pieux pour puits d'un diamètre de 1000, 900 et 800 mm.

Remarques (modifier)

1.
Les raccords de la classe AIII avec bagues doivent être effectués en utilisant
électrodes -50А.

2.
Le renfort en spirale aux extrémités est soudé aux anneaux avec des coutures de flanc et avec
avec tiges longitudinales, soudées par points tous les 300 mm.