Calcul de fondation

Avantages et inconvénients d'une fondation en colonnes

Les fondations en colonnes auto-calculées et auto-équipées pour maisons à ossature et bâtiments sans sous-sol, qui n'exercent pas de forte pression sur le sol, sont simples à réaliser et relativement bon marché.

Fondation de colonne - matériaux faciles à installer et abordables

Selon les critiques, les fondations en colonnes ont une liste assez impressionnante d'avantages:

1. Ils peuvent être conçus, calculés et construits indépendamment, sans l'intervention d'équipements spéciaux et de spécialistes.
2. Ils peuvent être installés sur presque tous les sols (à l'exception de ceux où des processus de soulèvement sont possibles ou où les eaux souterraines sont élevées).
3. Ils peuvent être situés dans des zones avec des dénivelés notables (et même à flanc de colline).
4. Ils ne nécessitent pas de travaux préparatoires pour niveler le paysage.
5. Ils peuvent être érigés dans les plus brefs délais (le temps maximum pour construire une fondation en colonnes à partir de zéro est de 2 semaines).
6. Ils n'ont pas besoin d'imperméabilisation compliquée et coûteuse.
7. La résistance et la durabilité de la structure (une fondation en colonnes érigée en respectant scrupuleusement la technologie du travail peut durer plus d'un demi-siècle).
8. Coût total relativement faible.

Le renforcement de la fondation en colonnes est réalisé à l'aide de barres d'acier

Dans le même temps, les fondations en colonnes ne présentent que deux inconvénients:

1. Ne convient pas aux bâtiments en briques lourdes et à plusieurs étages.
2. Élimination de la création de sous-sols.

Données initiales pour le calcul

Afin de calculer correctement le nombre de supports d'une fondation en colonnes, vous devez disposer d'informations. Ces données initiales pour le calcul comprennent :

• un rapport sur les études techniques et géologiques, y compris la structure des sections transversales du sol et des données sur la présence d'eaux souterraines ;
• capacité portante du sol;
• la profondeur de gel et la quantité de neige dans une zone donnée, tirées du SP 131.13330.2012 « Climatologie de la construction » ;
• données sur la gravité spécifique des structures du bâtiment à partir desquelles le bâtiment sera construit, tirées du SP 20.13330.2016 « Charges et impacts ».

Si vous décidez de ne pas attirer de spécialistes pour effectuer des travaux d'exploration et que vous ne disposez pas d'informations sur la géologie du site, vous devrez alors étudier vous-même le sol.

Pour ce faire, sur le chantier, il est nécessaire de creuser 2-3 fosses à une profondeur d'au moins 0,5 mètre sous le coussin de support de la fondation. Si en même temps une couche contenant de l'humidité est trouvée, il est alors impossible d'utiliser une fondation en colonnes pour la construction. Vous devrez choisir une base plus chère.

Déterminer le type de sol de vos propres mains.

Évaluation de la capacité portante du sol

La composition naturelle du sol détermine sa capacité portante et donc, après étude des données géologiques, il faut choisir dans le tableau. 1-5 à la page 6 SNiP 2.02.01-83 "Fondations des bâtiments et structures" données sur la résistance du sol de calcul correspondant à la situation réelle. Il convient de garder à l'esprit que les valeurs numériques données se réfèrent à une profondeur supérieure à 1,5 mètre. Un levage tous les 500 mm augmente cette valeur de 1,4 fois.

Tableau de résistance du sol (R).

Détermination des charges de poids sur la fondation

Le poids des structures du bâtiment, la couverture neigeuse en hiver, les équipements d'ingénierie et les appareils ménagers sont le facteur déterminant le plus important pour le calcul de la fondation. Vous pouvez essayer de calculer chaque structure individuelle en fonction de la gravité spécifique de ses éléments constitutifs, mais c'est une tâche très vaste et complexe. Dans la littérature de référence, les données résumées moyennes sont déjà données, qui peuvent être prises comme base. En voici quelques-uns :

• mur en bois d'une épaisseur de 150 mm - 120 kg / m 2;
• murs en rondins 240 mm - 135 kg / m 2;
• murs à ossature avec isolation 150 mm d'épaisseur - 50 kg / m 2;
• blocs de béton cellulaire D600 300 mm - 180 kg / m 2;
• chevauchement interplancher sur poutres en bois avec isolation - 100 kg / m 2;
• le même étage de grenier, compte tenu de l'isolation - 150 kg / m 2;
• dalles de béton creuses - 350 kg / m 2;
• charge de fonctionnement des étages - 200 kg / m 2;
• toiture en métal - 30 kg / m 2;
• toit en ardoise - 50 kg / m 2;
• toit en tuiles de céramique - 80 kg / m 2;
• charge de neige pour la Russie centrale - 100 kg / m 2;
• pour les régions du sud - kg / m 2.

Lors des calculs, vous devez également prendre en compte la masse de la fondation elle-même. Pour ce faire, déterminez son volume et multipliez-le par le poids spécifique moyen du béton armé - 2500 kg / m2. L'angle du toit en pente peut diminuer ou augmenter la valeur spécifiée ici au fur et à mesure qu'elle change.

Poids des structures du bâtiment.

Exigences pour l'utilisation de bases colonnaires

Le faible coût de la structure supportée par des poteaux verticaux la rend très attractive pour les promoteurs privés. Cependant, ce type de fondations a un certain nombre de restrictions d'application.

Les conditions défavorables à l'utilisation de bases colonnaires comprennent :

• la probabilité de mobilité horizontale du sol et de charges externes latérales ;
• sol sujet à l'affaissement ou au soulèvement;
• un niveau élevé d'eau souterraine, qui ne doit pas approcher le fond à moins de 500 mm ;
• la profondeur de gel du sol est supérieure à 1,5 m;
• les dénivelés sur le chantier sont supérieurs à 2 mètres ;

La capacité portante réduite lui permet d'être utilisé uniquement pour les maisons à ossature, la construction de bâtiments résidentiels légers à partir de panneaux et de matériaux en bois, ainsi que de petits bains, vérandas, dépendances, structures utilitaires et pour un garage à ossature.

Pour les locaux tels que les vérandas, les dépendances et les dépendances, il est recommandé de réaliser votre propre fondation. Le poids de leurs structures est bien inférieur à celui du bâtiment résidentiel lui-même. Par conséquent, une conception plus simple et moins chère peut être utilisée. De plus, une telle séparation peut réduire considérablement la superficie totale de la maison et conduire à des résultats calculés différents.

Un exemple de calcul du nombre de piliers

La tâche consiste à calculer les fondations d'une petite maison à ossature dans la zone climatique moyenne de la Russie mesurant 5 x 6 mètres avec une hauteur au sol de 3,0 mètres et un toit en métal. Un exemple de calcul d'une fondation en colonnes comprend plusieurs points.

• nous prenons la fondation sur des piliers ronds en béton armé comme support;
• le sol principal sur le chantier est limoneux (Ro - 3,5 kg/cm 2 );
• profondeur de congélation 1,1 mètre;
• aucune eau souterraine n'a été trouvée lors du forage du trou de contrôle.

Détermination de la charge de poids :

1. la surface totale des murs extérieurs et des cloisons est de 76 m 2 et alors leur poids total sera de 76 x 50 = 3800 kg ;
2. la masse du sous-sol d'une superficie de 30 m 2 est de 30 x 100 = 6000 kg et le poids du grenier est de 9000 kg;
3. la surface du toit est de 52 m 2, ce qui signifie qu'un tel toit pèse 30 x 52 = 1560 kg ;
4. la charge de neige sera de 20 % de la norme à une pente de 46˚, qui sera de 100 x 52 x 0,2 = 1040 kg ;
5. la charge de fonctionnement sur un étage est de 30 x 210 = 6300 kg ;
6. pour estimer la masse de la fondation, on prend le nombre de piliers du schéma précédemment établi et on prend leur diamètre égal à 400 mm, alors la masse de 10 piliers d'une hauteur de 1,5 mètre sera de 540 kg ;
7. le poids du grillage est la masse de poutres en béton armé d'une section de 400x400 m, qui sera égale à 980 kg.

Poids conditionnel d'une maison en bois et en brique.

En résumant les données obtenues, nous obtenons le poids total de la maison égal à 29110 kg. Pour déterminer la surface transversale totale des piliers, nous divisons 29110 / 3,5 = 8317 cm 2.

Ensuite, la section transversale de chacun des 10 piliers sera égale à 832 mm 2, ce qui correspond à un diamètre de 326 mm. Nous prenons le diamètre égal à 400 mm et déterminons que le nombre minimum de piliers requis pour ce bâtiment est de 9 pièces.

Cependant, compte tenu de la nécessité d'une marge de résistance de 40%, 13 piliers d'un diamètre de 400 mm devraient être acceptés pour l'installation.

Fondation de colonne à faire soi-même: instructions pas à pas

Après avoir déterminé la profondeur et la distance entre les piliers, procédez aux travaux de terrassement. La taille de chaque fosse doit être 2 fois la taille de la plaque de base. La profondeur est égale à l'approfondissement de la base.

Marquage et creusement de trous pour une fondation colonnaire

Une fois que vous avez creusé un trou, compactez le fond avec une pilonneuse à main, électrique ou à essence.

Pilonneuse à essence

Ajouter du sable (épaisseur de couche 7 cm) et compacter avec une pilonneuse.

Oreiller de sable

Dispersez trois couches de pierre concassée une par une. Fraction inférieure 40-50 mm, puis 25-35 mm et la partie supérieure 5-15 mm. Emballez chaque couche séparément. Posez le treillis d'armature et attachez-y l'armature verticale, qui sera située à l'intérieur du poteau. La hauteur de l'armature doit être suffisante pour y attacher l'armature de grillage.

Renforcement du pilier et du grillage

Remplir avec du béton de qualité non inférieure à M300.

Couler des tuyaux en amiante avec du béton

Au bout de 3 jours, posez un tuyau en amiante d'un diamètre intérieur supérieur à 15 cm sur les raccords.Vérifiez bien les tuyaux à l'aide d'un niveau. Il faut non seulement placer chacun verticalement, mais aussi assurer la même hauteur, sinon il sera très difficile de faire un grillage. Remplir les tuyaux de béton et remblayer avec de la terre de l'extérieur. Couvrir les extrémités des tuyaux avec un matériau de toiture ou enduire de bitume pour l'imperméabilisation.

Imperméabilisation des poteaux

Après 10 jours, installez le coffrage et remplissez le grillage.

Remplir les grillades

On calcule le nombre de supports

Le nombre de supports dépend directement de la zone de sa base. Donnons un exemple de calcul du nombre de piliers dans le cas de la disposition des pieux forés avec une section diamétrale de 300 mm, suivi de la disposition d'un sabot de dimensions 50 cm.Nous utilisons la formule de calcul de l'aire de un cercle S = 3,14 * r2. En remplaçant toutes les valeurs, nous obtenons une surface égale à 1960 cm2. Pour plus d'informations sur le calcul des piliers de base, voir cette vidéo :

Nous prenons la charge supposée égale à 100 t (F), résistance du sol - 4 (R). En utilisant la formule R = F / (S * n) et en mettant toutes les valeurs connues, nous obtenons une équation, en résolvant laquelle, nous obtenons la valeur n (le nombre de piles). Dans cet exemple, nous obtenons 13 supports.

Ajoutez le poids du support lui-même à la charge de la maison.

N'oubliez pas que les supports eux-mêmes ont également un certain poids, nous les prenons donc également en compte dans la charge totale. Pour cela, nous effectuons des calculs supplémentaires. Par exemple, si la longueur du poteau est de 2 m, alors le volume du support est calculé en multipliant la surface de la base par la longueur du poteau. En conséquence, nous obtenons une valeur de 0,14 m3. Nous multiplions ce nombre par le poids volumétrique du béton armé 2400 kg / m3 et déterminons le poids d'un support, environ 340 kg. Et le poids de 13 de ces supports est parié égal à environ 4,5 tonnes.

En ajoutant le poids des supports à la charge totale et en faisant des calculs répétés et plus précis, nous constatons qu'il est nécessaire de poser 14 supports.

En principe, les calculs présentés ne sont pas si difficiles, et il est tout à fait possible de les effectuer vous-même. Pour faciliter le calcul de la fondation sur pieux, vous pouvez utiliser le calculateur en ligne. Dans ce cas, il vous suffit de saisir les données initiales, puis d'utiliser les résultats obtenus.

Calculateur de charge de fondation sur pieux ou poteaux

Une fondation sur pieux peut être utile dans les circonstances où aucun autre type de fondation pour un bâtiment en construction n'est possible ou devient extrêmement difficile et non rentable. Les piles enfouies sous le niveau de congélation du sol et atteignant ses couches denses sont capables de résister à une charge très importante. Bien entendu, cela nécessite des calculs corrects de leur capacité portante et, sur la base de celle-ci et de la charge totale, le nombre et la disposition.

Calculatrice pour calculer la charge sur une fondation sur pieux ou poteau

Ceci, soit dit en passant, s'applique également à la fondation en colonnes - les possibilités des supports ne sont pas illimitées et il est extrêmement important de répartir correctement la charge sur eux. Cela signifie qu'il est nécessaire d'évaluer d'une manière ou d'une autre le type de poids et de charge opérationnelle que le bâtiment prévu pour la construction aura sur une fondation similaire.

Une calculatrice pour calculer la charge sur une fondation de pieux ou de colonnes aidera à le faire rapidement et avec un degré de précision suffisant.

Les explications nécessaires sur la procédure de calcul seront données ci-dessous.

Explications pour faire les calculs

Bien sûr, l'algorithme proposé ne prétend pas être une précision professionnelle, mais lors de la planification de petites maisons et de dépendances dans une zone suburbaine, il peut très bien aider à évaluer l'image émergente.

La charge tombant sur la fondation sur pieux comprend principalement la masse de la structure elle-même, qui est prévue pour la construction.

Le calculateur prévoit l'entrée de la surface des murs et l'indication du matériau de leur fabrication. Si vous le souhaitez, afin d'obtenir un résultat plus correct, vous pouvez exclure les ouvertures de fenêtres et de portes de la zone. Le calcul des surfaces des murs doit être effectué séparément, je suis d'accord avec le plan existant, ou au moins les contours de la future construction. Une publication spéciale sur le portail vous aidera à calculer correctement la superficie.

Prix ​​des pieux vissés

Les murs extérieurs et les cloisons de séparation intérieures peuvent différer en épaisseur et en matériau de fabrication. Par conséquent, l'utilisateur a la possibilité d'ajouter deux options de mur. S'il n'y a pas un tel besoin, laissez simplement la valeur "0" dans le champ de saisie de la zone.

Viennent ensuite les champs de saisie des paramètres du sol, où il existe également deux options possibles, par exemple, pour le sol du premier étage et pour le grenier. Le programme de calcul a déjà apporté les corrections nécessaires pour les charges opérationnelles sur les étages - le poids des meubles et autres meubles, l'effet dynamique des personnes dans la maison, etc.

Le bloc de saisie de données suivant est celui des paramètres du toit. Lors du choix du type de toit, le poids moyen du système de chevrons sera immédiatement pris en compte. De plus, en hiver, une charge considérable est exercée sur le toit par la neige qui est tombée. Pour tenir compte de ce facteur, il est nécessaire d'indiquer la zone de votre région en fonction du niveau de charge de neige (selon la carte-schéma proposée), et de l'inclinaison des pentes du toit.

Carte schématique pour déterminer votre zone par le niveau moyen de charge de neige sur le toit

Les piles ou piliers sont reliés par une barre de cerclage ou un grillage. Si une garniture en bois est utilisée, ce ne sera pas une grosse erreur de simplement l'inclure dans la zone du mur.

Mais dans le cas où un grillage est en métal ou même en ruban de béton armé, il est logique d'en tenir compte en plus. Lorsque vous sélectionnez ce chemin de calcul, des champs de saisie de données supplémentaires s'ouvriront - la longueur du grillage et le matériau de sa fabrication

Le résultat final sera donné en kilogrammes et en tonnes. Ayant reçu cette valeur et connaissant le potentiel portant du support, il ne sera pas difficile de déterminer le nombre de pieux ou de piliers.

Ce paramètre dépend des caractéristiques du sol à la profondeur supposée de la partie vissée du support et des paramètres dimensionnels du pieu lui-même. Pour calculer la capacité portante d'un pieu vissé, une calculatrice spéciale vous aidera, à laquelle mène le lien indiqué.

Le type de sol

Tout en étudiant le sol, percez un trou sous la profondeur de congélation

La fondation en colonnes et son calcul sont déterminés par les conditions géologiques. Lors de l'exécution de travaux de construction privés, la détermination du type de sol dans des conditions de laboratoire n'est pas effectuée. Le plus souvent, cela est déterminé par les moyens disponibles.

Pour ce faire, il est nécessaire de préparer un trou, qui sera aménagé à une profondeur inférieure au niveau de gel du sol. Ces indicateurs diffèrent pour chaque région. Cette valeur peut être trouvée dans les matériaux de référence. Par exemple, si le niveau de gel du sol est d'environ 1 m, le trou est alors équipé d'une profondeur de 1,3 m. Ensuite, nous prélevons des échantillons de sol et les roulons en une petite boule.

Les sols argileux s'agglutinent facilement et tachent votre main

De plus, d'après cet échantillon, nous tirons des conclusions :

1. Si la boule ne peut pas être formée, le type de sol sablonneux prévaut sur le site. Par la fraction de grains, on détermine la résistance du sol : pour les petits - 2, pour les moyens - 3, pour les grands - 4,5.
2. Si la boule s'est formée et s'effrite à la moindre pression, alors le type de sol est un loam sableux. Sa résistance est de 3.
3. Si, lorsqu'elle est pressée, la boule se transforme en gâteau et qu'aucune fissure ne se forme sur les bords, alors nous avons un sol argileux. Dans ce cas, le degré de résistance varie de 3 à 6.
4. Lorsque la boule est écrasée en un gâteau, des fissures se forment sur les bords, puis le type de sol est limoneux. Indicateurs de résistance 2 - 4.

Il ne faut pas oublier que la valeur de la résistance du sol dépend de son taux d'humidité et de sa porosité. Les données présentées dans le tableau aideront à déterminer correctement cette valeur :

S'il est prévu d'équiper une fondation peu profonde, la résistance doit être calculée à l'aide de la formule suivante : R = 0,005xR0 (100 + h / 3), où R est une valeur tabulaire, h est la profondeur prévue de pose des supports dans centimètres.

Collecte des charges et calcul par la formule

Un calcul complet de toute fondation est effectué uniquement par des spécialistes. Dans la construction privée, il suffit de fournir des estimations pour déterminer les dimensions et le nombre de piliers requis, ainsi que le besoin de matériaux.

Le développement du projet de fondation doit être basé sur les résultats des études géologiques pour déterminer la structure du sol et son état. Avant la construction, les puits d'exploration doivent être forés à une profondeur de 60 à 70 cm, dépassant la profondeur attendue des piliers. La structure du sol, le niveau des eaux souterraines et la présence de sables mouvants sont déterminés.

L'étape suivante consiste à déterminer les charges réelles et maximales sur la fondation pendant le fonctionnement de la structure. Le poids total de tous les éléments est pris en compte - murs, sol et plafond, toit, etc., ainsi que la pleine charge opérationnelle - mobilier, équipement, personnes.

De plus, la charge de neige doit être prise en compte. Avec une pente de toit de plus de 60 degrés, il tend vers zéro, mais avec des pentes plus petites, il peut atteindre des valeurs importantes. Par exemple, pour la partie européenne de la Fédération de Russie, la charge atteint 100 kg/m². Enfin, il ne faut pas oublier le poids des grillages et des poteaux eux-mêmes.

Après avoir obtenu les données nécessaires, vous pouvez calculer la surface de support totale requise (S) par la formule - S = K × P / R, où :

• K - facteur de sécurité pris égal à 1,3-1,4 ;
• P est la charge totale du poids de la structure, kg;
• R - résistance du sol, kg / cm².

La valeur R dépend du type de sol :

• pour le grès, il est de 4 à 6 kg / cm² (pour le sable poussiéreux - 2 kg / cm²);
• pour le loam et le loam sableux - une moyenne de 3,5 kg / cm 2;
• pour sol argileux - 6 kg/cm².

Le sol rempli avec compactage a un R d'environ 1,5 kg / cm 2. Ces indicateurs correspondent à la profondeur des couches de 1,2 à 1,5 m. À la surface du sol, la résistance diminue en moyenne de 1,4 à 1,5 fois.

Un exemple est l'option de calcul suivante :

1. Données initiales : maison à ossature de dimensions 5x6 m, hauteur de mur 2,7 m ; sol - terreau avec une résistance de 3,5 kg / cm 2, profondeur de congélation - 1,3 m.
2. Calcul du poids. Les murs en panneaux ont une superficie totale de 72 m², soit poids 3600kg. Plafonds (sol et plafond) - superficie 60 m², poids 6000 kg. La toiture est prévue en ardoise et a une superficie d'environ 46 m², ce qui correspond à une masse de 2300 kg. Nous ne prenons pas en compte la charge de neige, car la pente des pentes dépasse 60 degrés. La charge opérationnelle est prise égale à 12600 kg. Pour calculer le poids de la fondation, il faut un nombre approximatif de piliers installés avec un pas de 2 m - 11 pièces. L'approfondissement et l'élévation au-dessus du sol donnent la hauteur totale du pilier de 2 m. Le poids d'un pilier sera de 600 kg et la fondation totale est de 6 600 kg. Enfin, la charge totale sera de 31 100 kg.
3. Détermination de la surface totale du support par la formule. En conséquence, S sera de 11550 cm².
4. Clarification de la zone d'un pilier. Si on part du nombre de supports prévu, alors ce sera 11550 : 11, c'est-à-dire 1050cm².

Les calculs donnent les valeurs minimales acceptables. Naturellement, pour augmenter la force, vous pouvez augmenter le nombre de piliers et leur surface. Si vous souhaitez faire une extension à la maison, les supports sont calculés séparément.

Calcul de la surface de la base de la fondation

Une place importante dans la conception de la base pour la construction future est occupée par le calcul de la surface de la base de la fondation. Cette étape de travail est réalisée selon la formule indiquée dans la figure ci-dessous.

La valeur obtenue à la suite des calculs est la surface totale approximative de la base de la fondation, nécessaire pour ne pas pousser le sol littéralement sous charge. Si nous parlons de la construction de la fondation monolithique la plus chère - dalle (dans l'article, le calcul du ferraillage de la fondation, vous apprécierez à quel point cette solution est "économique"), alors vous pouvez complètement éviter ces calculs, car il suffit à remplir la dalle sous toute la surface de la maison, et une telle semelle avec un excès suffit à éviter toutes les surprises que présente le sol.

Chaque type de sol, en fonction de la profondeur, de la densité et de la porosité, possède ses propres indicateurs de résistance à la charge. Il va sans dire que les couches de sol à de grandes profondeurs, résultant du compactage naturel, se caractérisent par des valeurs élevées de résistance. Ainsi, si vous envisagez de construire une fondation à une profondeur inférieure à 1,5 m, la résistance du sol calculée prendra une valeur légèrement différente. Dans ce cas, elle sera calculée selon la formule : R = 0,005R0 (100 + h / 3), où R0 est la valeur tabulaire de la résistance de calcul, h est la profondeur de la fondation par rapport au repère zéro, voir À son tour, beaucoup dépend des eaux souterraines, car l'augmentation de l'humidité du sol réduit sa résistance à la charge.

Naturellement, lors du calcul de la fondation d'une maison par vous-même, vous devrez bricoler le calcul de la charge de la structure en cours d'érection, qui se trouvera sur les couches de sol sous la base de la fondation. Ceci comprend:

• la charge totale de la structure, y compris celle approximative - de la fondation (les données du tableau présenté dans la figure ci-dessous sont utilisées);
• charge des objets qui seront placés dans le bâtiment (cheminées, meubles, personnes);
• poids des charges de neige saisonnières. Pour la voie du milieu, il est pris égal à 100 kg par m². m de toit, pour le sud - 50 kg, pour le nord - 190 kg.

La valeur de la surface du pied du sous-sol obtenue à la suite des calculs est utilisée lors de l'élaboration du projet de fondation: choix de la largeur du ruban (pour une base monolithique en bande) ou de la zone d'appui (pour les fondations en colonnes, pieux). Considérons un exemple spécifique de calcul des fondations d'une maison en pierre 6 ? 8 m La manière dont le renforcement de la fondation est sélectionné sera discutée dans un article séparé.

Un exemple de calcul de fondation

Supposons que nous construisions une maison en pierre à deux étages 6 ? 8 m, dont le projet comprend un mur porteur interne. La masse de la maison, compte tenu de toutes les charges, s'est avérée égale à 160 000 kg. Le sol est de l'argile humide (résistance de conception - 6 kg/cm2). Facteur de condition - 1. Facteur de fiabilité - 1.2. Nous substituons toutes les valeurs dans la formule de calcul de l'aire de la base de la fondation:

S = 1,2 ? 160 000 / (1? 6) = 32 000 cm2 = 3,2 m2

Pour les fondations en bande : avec une longueur totale de bande d'environ (6 + 8) ? 2 + 6 (mur intérieur) = 34 m la largeur minimale du ruban est de 3,2 / 34 = 0,1 m. C'est la valeur minimale !

Si l'on considère la fondation d'une maison en bois léger, à condition que la surface minimale du pied soit égale à 1 m2, alors pour la construction d'une fondation sur pieux (la surface de base de chaque pieu est prise à 0,07 m2, à condition que la la partie inférieure du pieu fait 0,3 m de diamètre) aurait besoin de :

1 / 0,07 = 15 pieux

Fondation ennuyée

Les piliers sont créés en coulant du béton dans des trous pré-percés. Les travaux de construction d'une fondation forée sont effectués dans l'ordre suivant:

1) Sur la base du calcul, la fondation est marquée sur le site.

2) À l'aide d'une perceuse manuelle (mécanisée) ou d'une machine de forage spéciale, des puits sont creusés à 20-30 cm en dessous de la profondeur de congélation.

3) À partir d'un matériau de toiture ordinaire, les cylindres sont enroulés (le long du diamètre des puits) et enveloppés de ruban adhésif. Ils remplissent deux rôles : d'une part, c'est un coffrage permanent pour les piliers, et d'autre part, leur imperméabilisation.

Si vous avez saupoudré de matériau de toiture, roulez le côté lisse vers l'extérieur. Plus le sol adhère à la surface des piliers pendant le gel, moins les forces tangentielles qui ont tendance à retirer les piliers du sol en hiver agiront sur eux.

4) Des cylindres de matériau de toiture sont insérés dans les puits. Dans l'image ci-dessus, vous pouvez voir que le matériau de toiture n'atteint pas la base même, il reste environ 20 cm.Ceci est fait pour une raison. À travers la partie découverte du tas, lors du coulage du béton, le lait de ciment s'infiltre dans le sol et le lie en plus. Dans le même temps, selon le type de sol, la capacité portante de la colonne peut augmenter jusqu'à 2 fois. Cette augmentation n'est pas incluse dans le calcul. Il augmente en outre la marge de sécurité de la fondation. De plus, les piliers s'ancreront mieux dans le sol.

5) Un peu de béton (20-30 cm) est coulé dans le puits, après une courte pause, une cage d'armature est insérée afin qu'elle ne s'enfonce pas sous son propre poids jusqu'à ce qu'elle touche le sol. Ensuite, tout le pilier est versé vers le haut. Le contact de l'armature avec le sol n'est pas souhaitable, car cela conduit à sa corrosion plus rapide.

Habituellement, le cadre est composé de trois ou quatre barres d'armature de travail A-III 10-12 mm, liées ensemble avec une armature auxiliaire Bp-I ∅4-5 mm. Il est souhaitable que le renfort ne soit pas à moins de 5 cm de la surface extérieure du poteau.

Si, après avoir coulé les piliers, un grillage monolithique sera construit sur ceux-ci, l'armature de travail est libérée des piliers à la hauteur de ce grillage. Si un cerclage est constitué de poutres en bois sur les poteaux, une tige filetée (par exemple, M16) est insérée dans la partie supérieure pour la fixer lors du coulage du béton.

À une température de l'air de 15 à 20 ° C, la fondation en colonnes peut être chargée en 4 à 5 jours. Cela est dû au fait qu'après cette période, la capacité portante de la fondation n'est plus déterminée par la résistance des piliers, mais par la résistance du sol sous eux. De plus, vous ne pourrez pas donner rapidement la pleine charge de conception sur la fondation (murs, sols, toit, charges opérationnelles). Pendant que la construction est en cours, le béton va "mûrir".

IMPORTANT : Ne laissez pas la fondation colonnaire déchargée pour l'hiver. Les forces tangentielles du soulèvement dû au gel peuvent soulever et déformer les piliers, le tout de différentes manières

Coût de création de fondation

Lors du calcul du coût, il est nécessaire de prendre en compte non seulement le prix du matériel et sa livraison, mais également les salaires des constructeurs qui effectueront certains travaux. Si vous décidez de faire tout le travail vous-même, vous n'avez qu'à considérer le coût des matériaux, y compris la livraison. Pour construire de vos propres mains une fondation en colonnes, dont les instructions étape par étape sont décrites dans cet article (une maison de 10x10 mètres, des tuyaux en amiante d'un diamètre de 200, une profondeur de congélation de 1,5 mètre), vous doivent dépenser 20 à 25 000 roubles sans payer pour la livraison.

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Calcul d'une fondation en colonnes

Calculons la capacité portante d'une fondation en colonnes en béton armé monolithique (le périmètre des murs et la structure de toute la maison restent les mêmes). Prenons un exemple de calcul pour une telle fondation en colonnes :

- la section de la colonne dans la partie supérieure est de 40x40 cm ; - la section du pied de la colonne est de 80x80 cm ; - la distance entre les poteaux est de 2 m (soit 1 poteau par mur de 2 m de long).

Le plan de la fondation en colonnes est illustré à la Fig. 3.

Calculons la charge totale qui agit sur le sol à partir du pied de la fondation en colonnes dans la section A-A (Fig. 3). Elle sera égale à la charge déjà calculée agissant sur 1m de la longueur des fondations filaires (hors poids de la fondation) : 5415-1035 = 4380 kgf.

Ensuite, vous devez multiplier la charge par la distance entre les poteaux : 4380 * 2 = 8760 et ajouter le poids d'un poteau. Le volume de la fondation en colonnes de la structure donnée est d'environ 0,25 m3. Ainsi, le poids de la fondation en fonction de la densité pour le béton armé selon le tableau. 4 est égal à : 0,25 * 2500 = 625 kgf. Le résultat du calcul de la charge de la fondation au sol : 8760 + 625 = 9385 kgf par pilier. Dans ce cas, la surface d'appui d'une colonne est de 80x80 = 6400 cm2.Si nous prenons en compte la capacité portante du sol 1,5 gs / cm2, alors les charges ultimes de la fondation sur le sol seront : 6400 * 1,5 = 9600 kgf, ce qui est supérieur aux charges de conception (9385 kgf).

Une telle fondation en colonnes sera fiable pour la maison montrée dans l'exemple. Il est à noter que dans le cas général d'une fondation colonnaire :

- la consommation de béton sera environ 3 à 4 fois moindre ; - le volume des terrassements est environ deux fois moindre.

C'est tout pour le calcul le plus simple de la capacité portante de la fondation. Nous espérons que l'exemple de calcul de fondation ci-dessus vous aidera à trouver la conception de fondation optimale, dans laquelle elle sera non seulement fiable, mais également économique.

Igor Solarov, spécialement pour.

Exemple de calcul

L'exemple fournit les données d'entrée suivantes :

• maison de plain-pied avec un grenier de 8 m sur 10 m en plan ;
• les murs sont en briques de silicate d'une épaisseur de 380 mm, la surface totale des murs (4 murs extérieurs d'une hauteur de 4,5 m) est de 162 m²;
• la superficie des cloisons internes en plaques de plâtre est de 100 m²;
• toiture métallique (quatre pentes, pente 30ᵒ), la superficie est de 8 m * 10 m / cosα (pente du toit) = 8 m * 10 m / 0.87 = 91 m² (également nécessaire lors du calcul de la charge de neige);
• type de sol - limon, capacité portante = 0,32 kg / cm² (obtenu lors de levés géologiques);
• charge de neige - 180 kg / m²;
• planchers en bois, d'une superficie totale de 160 m2 (également nécessaire lors du calcul de la charge utile).

La collecte des charges sur la fondation est effectuée sous forme de tableau:

La superficie de la dalle pour le bâtiment est prise en compte en tenant compte du fait que la largeur de la dalle est supérieure de 10 cm à la largeur de la maison.S = 810 cm * 1010 cm = 818100 cm² = 81,81 m2.

Charge au sol spécifique de la maison = 210696 kg / 818100 cm2 = 0,26 kg / cm2.

= 0,32 - 0,26 = 0,06 kg/cm2.

M = * S = 0,06 kg / cm2 * 818100 cm2 = 49086 kg.

t = (49086 kg / 2500 m3) / 81,81 m2 = 0,24 m = 24 cm.

L'épaisseur de la dalle peut être prise comme 20 cm ou 25 cm.

On vérifie pour 20 cm :

1. 0,2 m * 81,81 m2 = 16,36 m3 - volume de la dalle ;
2. 16,36 m3 * 2500 kg / m3 = 40905 kg - poids de la dalle ;
3. 40905 + 210696 = 251601 kg - charge d'une maison avec fondation;
4. 251601 kg / 818100 cm2 = 0,31 kg / cm² - la pression au sol réelle est inférieure à la pression optimale de pas plus de 25 % ;
5. (0,32-0,31)*100%/0,32 = 3%

Cela n'a aucun sens de vérifier une fondation de plus grande épaisseur, car la taille nécessitant moins de consommation de béton et d'armature répondait aux exigences. Ceci termine l'exemple de calcul d'épaisseur. Nous acceptons une dalle d'une épaisseur de 20 cm.La prochaine étape sera le calcul du ferraillage et de la quantité de ferraillage.

Le ferraillage de la structure de la dalle est sélectionné en fonction de l'épaisseur. Si une dalle avec une épaisseur de béton de 150 cm ou moins est posée, un treillis d'armature est posé. Si l'épaisseur du béton est supérieure à 150 mm, il est nécessaire de poser l'armature en deux couches (inférieure et supérieure). Le diamètre des tiges de travail est de 12 à 16 mm (le plus courant est de 14 mm). Des tiges de renforcement avec des dimensions de section transversale de 8 à 10 mm sont installées sous forme de pinces verticales.

Pour une bonne dalle, il faut aussi compter sur les charges de flexion, mais ces calculs sont complexes et sont effectués par des professionnels utilisant un logiciel spécial. Afin de comprendre exactement quel diamètre de l'armature et de sa marche est nécessaire dans votre cas, vous devez effectuer des calculs précis ou poser l'armature avec une grande marge de sécurité et une marche minimale, respectivement, ce qui coûte beaucoup trop cher.

La différence entre les piliers et les pieux

Parfois, le propriétaire inexpérimenté du site confond les fondations sur pieux et en colonnes lorsqu'il choisit la bonne option (voir: types de fondations pour une maison privée). Ils ont vraiment beaucoup en commun, mais ils diffèrent aussi fondamentalement. Les supports en colonnes, même lors de l'utilisation de tuyaux, n'ont pas plus de 2 m de profondeur et des trous sont creusés pour leur fabrication.

Aucune excavation n'est nécessaire pour installer les pieux. Des éléments spéciaux sont utilisés qui sont vissés ou enfoncés directement dans le sol depuis la surface de la terre. Le principe principal de leur installation est d'obtenir une couche de sol solide et stable avec l'extrémité inférieure.

La profondeur peut atteindre plusieurs mètres. Cette conception permet d'ériger une fondation sur pieux sur des sols instables, soulevés et gorgés d'eau.Le principal inconvénient est la nécessité d'un équipement spécial.

Conclusion

L'essence des fondations en colonnes, qui sont une variété de supports pour la plupart des bâtiments, sont des supports s'étendant verticalement vers le bas, reliés les uns aux autres par un grillage aérien. Les matériaux pour la fabrication de cette base sont : le bois (généralement du chêne), les pierres (naturelles et artificielles), la maçonnerie et les sections de tuyaux (amiante-ciment et métal).

Les fondations en colonnes sont moins chères que les autres. Son prix est principalement déterminé par le matériau de fabrication, la technologie utilisée et les dimensions. Il est nécessaire de calculer et de construire des fondations en colonnes sur la base des GOST et SNiP pertinents.