Exemple de calcul d'une fondation sur pieux avec un exemple de grillage dans le programme

Avantages et inconvénients caractéristiques de l'installation de pieux battus

Ce type de fondation pour une structure présente des différences bénéfiques et incontestables par rapport aux autres bases en termes de paramètres :Voici à quoi ressemblent les pieux battus ronds.

• pas besoin d'effectuer de gros travaux de terrassement, tout en étant facile à installer ;
• les pieux de fondation peuvent être enfoncés dans n'importe quel sol fragile, à l'exception des roches graisseuses;
• le matériau pour la fabrication des pieux peut être choisi en fonction du budget du chantier, des paramètres du bâtiment et du type de sol;
• détient une grande masse d'une structure bien, est utilisé dans la construction d'immeubles de grande hauteur avec un grand nombre d'étages;
• la durée de vie de cette fondation est de 100 ans;
• la possibilité d'augmenter la résistance en organisant une fondation en bande à partir de pieux;
• les fondations sur pieux d'une maison en briques ne craignent pas les températures extrêmes, résistent à l'humidité, ne sont pas combustibles et résistent aux influences environnementales;
• facile à transporter et à stocker des piles RC.

Mais comme tout matériau et méthode d'aménagement des fondations d'une maison, ce type de fondation présente un certain nombre d'inconvénients qui méritent d'être mentionnés:

1. Tout d'abord, vous devrez planifier le sous-sol et prévoir des façons de l'aménager.
2. Si des sols de plantation et de gonflement prévalent sur le site, la fondation sur pieux peut ne pas être suffisamment stable.
3. Si le sol de votre site est le même que celui décrit ci-dessus, vous ne devez pas désespérer et acheter un autre terrain - il existe un moyen de sortir de cette situation. La fondation sur pieux peut être renforcée, par exemple, en installant une dalle monolithique sur les supports, ou en équipant la fondation en bande de pieux.

Important! Si vous décidez de la disposition du grillage, il doit y avoir un espace entre le sol et le ruban qui, après l'installation, est rempli de fine pierre concassée ou de sable. Ceci est fait pour que pendant l'hiver, le soulèvement du sol ne puisse pas affecter le ruban de grillage.
Bien sûr, ce type de fondation a des inconvénients, mais il y en a peu et en même temps, ils peuvent toujours être contournés et un moyen de les éliminer peut être trouvé.Il y a un autre point important - avant d'acheter du matériel, pour faire un fondation sur pieux, vous devez étudier attentivement les documents dans lesquels vous devez contenir des informations sur le fabricant des pieux, le matériau utilisé dans leur fabrication, la date de production, le numéro de lot. De plus, le vendeur doit vous fournir un certificat de conformité pour ce produit.

S'il n'y a pas de documents, vous devez refuser d'acheter.
Inspectez soigneusement le matériau ; la surface des piles doit être uniforme et lisse sans dommages visibles et inclusions indésirables. Par exemple, les microfissures peuvent être détectées en mouillant un côté.
Une fois sec, des rayures foncées apparaîtront à la surface - cela indique que le matériau est de qualité inadéquate. Il convient également de considérer les types de pieux, car ils peuvent être constitués de différents matériaux.

De plus, le vendeur doit vous fournir un certificat de conformité pour ce produit. S'il n'y a pas de documents, vous devez refuser d'acheter.
Examinez soigneusement le matériau ; la surface des piles doit être uniforme et lisse sans dommages visibles et inclusions indésirables. Par exemple, les microfissures peuvent être détectées en mouillant un côté.
Une fois sec, des rayures foncées apparaîtront à la surface - cela indique que le matériau est de qualité inadéquate. Il convient également de considérer les types de pieux, car ils peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux.

Dimensions du support

La fabrication de pieux vissés en usine est régie par les dispositions de GOST, créées sur la base de nombreux tests de laboratoire, calculs et observations pratiques. Tout d'abord, les normes déterminent les nuances d'acier acceptables pour la réalisation des supports, leur longueur et leur diamètre. La durabilité de leur fonctionnement et leur capacité portante dépendent entièrement de ces paramètres.

Les dimensions standard des pieux vissés, selon GOST, sont:

Diamètre

• 57 millimètres ;
• 76 millimètres ;
• 89 millimètres ;
• 108 millimètres ;
• 133 millimètres ;
• 159 millimètres.

En longueur, ils peuvent aller de 1,6 à 12 m.

Caractéristiques

Le paramètre clé pour déterminer la capacité portante est la taille des pieux vissés, tout d'abord leur diamètre. La longueur du support peut être ajustée en coupant directement sur le chantier. Ainsi, le diamètre de la section transversale est le paramètre principal du pieu, duquel ils sont repoussés lors de la conception de la fondation portante du futur bâtiment. Connaissant la capacité portante des pieux vissés, l'architecte-concepteur sera en mesure de calculer la section transversale minimale admissible de l'appui et la distance entre eux.

Types de supports de pieux

57 mm

La capacité portante des pieux vissés de ce type, prise comme valeur moyenne, est de 0,8 tonne.Ces supports sont largement utilisés pour la construction de bâtiments en bois, à ossature et autres bâtiments légers de faible hauteur sur des sols affaissés et soulevés.

De plus, des pieux de 57 mm peuvent être utilisés s'il est nécessaire d'ériger un bâtiment sur un site présentant une pente importante. En règle générale, l'approfondissement des racks de diamètre similaire se fait manuellement à l'aide d'un levier rotatif.

89 mm

Les pieux vissés de ce diamètre peuvent supporter, à condition qu'ils soient installés sur un sol solide, jusqu'à une tonne et demie de charges externes. Le domaine d'application des supports de cette section est les structures en rondins, en bois ou en béton cellulaire à 1 - 2 étages, érigées sur des sols en vrac, des sols marécageux ou dans des zones à haut niveau d'eau souterraine. Le processus d'approfondissement a lieu, en fonction de la résistance du sol, soit manuellement, soit à l'aide de la technologie.

108 mm

La capacité portante des pieux vissés de 108 mm atteint 3 à 3,5 tonnes, ce qui leur permet de supporter des charges beaucoup plus élevées: sur une telle fondation, des structures en brique ou en béton armé à un étage, des hangars à charpente métallique, des salles de stockage, etc. peut être construit. Il est très difficile de monter de telles structures de fondation sans utiliser d'équipement spécialisé, surtout si la profondeur d'enfoncement est de 5 à 10 mètres.

Poteaux à vis de différents diamètres

133 mm

Ce type de pieux a la capacité portante la plus élevée, dépassant 6 tonnes par support. Ils peuvent être utilisés pour la construction de manoirs massifs, de chalets et de maisons de campagne en brique, en pierre ou en béton armé monolithique. L'approfondissement des supports d'un tel diamètre à une profondeur importante sans équipement spécial est impossible en raison de la masse importante du pieu et de la résistance accrue du sol.

La vidéo montre comment fabriquer vous-même des pieux vissés légers pour la clôture à l'aide de matériaux et d'outils improvisés. Cependant, les supports d'une telle conception conviennent tout à fait à la construction de dépendances légères: un bain public, une grange et un garage.

À l'aide de pieux vissés, vous pouvez créer une base peu coûteuse et, surtout, solide et durable pour les bâtiments de faible hauteur de presque tous les types. Il suffit de calculer correctement le poids total de la future structure et, en conséquence, de choisir le bon type de support.

Types de calcul

SP 24.13330.2011 indique que le calcul des fondations est effectué selon des états critiques, divisés en deux groupes.

Processus d'installation de pieux

Selon les états limites du premier groupe, la stabilité et la capacité portante sont calculées et les caractéristiques de résistance des matériaux sont prises en compte.Le deuxième groupe concerne le tassement des pieux sous l'influence de charges appliquées verticalement, divers déplacements de la base dans le plan horizontal avec les couches de sol, la formation de fissures de profondeur considérable dans le corps de la structure des fondations en béton armé.

Le tassement admissible de la base souterraine du bâtiment, selon SNiP 2.02.03-85, doit être calculé selon le deuxième groupe d'états.

La nuance la plus importante des calculs est l'acceptation obligatoire d'une marge de sécurité. La valeur finale est prise par calcul pour différentes options alternatives et comparaison des données obtenues.

Dans SP 24.13330.2011, les valeurs de conception et les constantes requises sont présentées, les charges sur la fondation et leurs combinaisons possibles sont spécifiées.

3.2. Détermination de la capacité portante du pieu.

Définition
capacité portante du pieu au sol.

Capacité de chargement F_ré le tas de forage suspendu au sol est déterminé par
formule

où est le coefficient des conditions
travail sur pieux;

= 1,0 - coefficient
conditions de travail du sol sous l'extrémité du pieu, compte tenu de la façon dont il
plongée;

R = 2185 kPa - calculé
résistance du sol sous l'extrémité du pieu, emporté;

UNE = p × 1,02 / 4 = 0,785 m2 -
zone d'appui des pieux, prise pour les pieux de forage ;

vous = p × 1,0 = 3,14 m - le périmètre extérieur de la section transversale
pieux, m;

= 0,8 - coefficient
conditions de travail du sol sur la surface latérale du pieu, en tenant compte de la méthode
immersion des pieux, prise par;

- estimé
la résistance je-ième couche de sol le long de la surface latérale du pieu, kPa,
pris par;

- épaisseur jee
couche de sol en contact avec la surface latérale, m.

3.3 Calcul
fondation sur pieux à plusieurs rangées selon les états limites du groupe I par la méthode
déplacement

Pour la commodité des calculs, nous effectuons le calcul par rapport à
une rangée de pieux (cette technique n'est possible que si la disposition des pieux est identique
dans chaque rangée).

Le schéma de calcul des efforts dans les pieux est représenté sur la figure.

Efforts de conception par série de conception,
se réconcilier:

;

;

.

La largeur de pile calculée est déterminée par la formule :

, où:

— 
ré - diamètre du pieu ;

— 
À_F - coefficient tenant compte de la forme de la section
pieux, de section circulaire À_F = 0,9;

;

Module d'élasticité calculé du béton pour B35 :

;

Rigidité en flexion et compression des pieux :

Nous déterminons la profondeur par la formule,
au sein de laquelle l'action de résistance (pression passive) du sol est prise en compte :

.

Dans h_k
= 5 m est de l'argile ruban gris verdâtre. Par
on prend la valeur K = 5880 kN/m4.

On détermine la valeur du coefficient par la formule
déformations :

On calcule la profondeur réduite du pieu dans
sol

- longueur
section de pieux dans le sol;

Depuis, les valeurs sont déterminées par les formules suivantes

kN/m ;

kN/m ;

kN/m ;

avoir préalablement calculé la longueur de flexion des pieux à l'aide de la formule :

- longueur libre des pieux, m ;

 –
coefficient tiré de certains tableaux.

Ensuite, on trouve la longueur de compression des pieux reposant sur le sol
consistance solide, et ses caractéristiques selon les formules :

kN/m.

Nous déterminons les coefficients des équations canoniques et
autres quantités incluses dans le système

Membres tenant compte de l'effet de la résistance du sol environnant
dalle de fondation par les coefficients des équations canoniques :

puisque le grillage est
haute.

Mouvement horizontal de la plaque :;

Mouvement vertical de la plaque :;

Rotation de la dalle : où

;

Déterminer les forces agissant à partir de la plaque
grillage en tête de chaque pile de la ligne de calcul selon les formules :

;

;

.

Détermination des forces longitudinales

;

Détermination des forces latérales

Déterminez le moment :

Nous vérifions les formules suivantes :

1) ;

2) ;

3) .

1)  –
vérification terminée ;

2) –
vérification terminée ;

3)

3.4 Calcul
fondation sur pieux à plusieurs rangées selon le groupe II d'états limites par la méthode
déplacement

Calcul selon le groupe II des états limites
déterminer le déplacement horizontal du sommet du support, le tassement de la fondation sur pieux et
comparer leurs valeurs calculées avec le maximum admissible selon les normes. Paiement
s'effectue sur les charges calculées obtenues en multipliant les charges standards
facteur de surcharge ??_FII = 1,0.

Décalage horizontal du haut de la hauteur d'appui h, cm, est déterminé à partir de
formules :

, où:

— 
u et sont les valeurs définies ci-dessus ;

— 
??_X
- déplacement horizontal du haut du support suite à la déformation de son corps
(on le prend égal à 0);

— 
L_R –
la longueur de la plus petite travée adjacente au support, mais pas moins de 25 m.

Multiplier par 1 / ??_Fje, où ??_Fje = 1,2,
transition des quantités vous et ??,
déterminée dans le calcul pour les états limites du groupe I, aux valeurs vous
et ??participant au calcul pour le groupe II
états limites.

- contrôle terminé

Sélection du nombre optimal de supports en fonction des paramètres de la section admissible

Calcul conditionnel du nombre de pieux dans la fondation

Le nombre minimum de supports pour les fondations à faible grillage peut être calculé à l'aide de la formule :

n = KN'_je Oui _k\ F _ré

Où k - coefficient est 1,4; N'_je - charge verticale sur la fondation depuis le côté du bâtiment ; F_ré - la capacité portante du support ; Oui _k - le coefficient de fiabilité est de 1,4.

Après avoir calculé le nombre minimum de supports requis, vous pouvez commencer à faire un projet de conception de la future fondation. La distance entre les supports est portée jusqu'à 1,5 mètre, ils doivent être installés aux angles d'intersection des murs porteurs et aux points de charge la plus élevée au sol. Le volume de matériaux de construction est calculé individuellement en fonction des conditions locales et des caractéristiques des supports.

La répartition préliminaire des piles sur la surface minimale du bord inférieur du grillage est calculée comme suit :

A min = (b_o + 2_c) (une_o + 2c)

Ici, les paramètres a, b sont la largeur et la longueur du support, et c est la largeur de la garniture, de la partie du support qui est coupée lorsque la fondation est alignée le long du plan horizontal.

Dans certains cas, il est conseillé de combiner plusieurs types de pieux à la fois ou d'augmenter le volume de la semelle au moyen d'un champ de pieux. Il est recommandé de l'agencer dans les cas où il y a une charge importante du bâtiment sur une unité de surface de sol. En règle générale, ces champs sont montés dans des verres en béton, le volume des matériaux de construction nécessaires est calculé séparément, ainsi que la qualité du béton. Il est également fortement recommandé ici de calculer la charge admissible sur les matériaux de construction.

Le calcul du tassement des fondations selon le deuxième groupe est effectué de la même manière que le calcul du tassement des fondations d'une fondation peu profonde. Le tassement est déterminé par le diamètre et la surface du pied du pieu, ainsi que leur nombre et le choix du matériau acceptable lors de l'étirement. De plus, si des supports suspendus sont conçus, la déformation n'est pas calculée.

Comment ne pas se tromper en l'absence d'expérience

Avec groupe de sol

Les fondations sur pieux sont un bon choix pour les sols argileux

La base du calcul et de la détermination de la faisabilité de l'érection d'un pieu, comme d'ailleurs toute autre fondation, est l'identification du type de sol.

Les sols peuvent être conditionnellement divisés en plusieurs groupes:

• Le sol pierreux (rocheux) en lui-même peut représenter une base fiable pour la construction d'une maison, il n'y a donc aucun sens à y construire une fondation sur pieux ;
• Sur les sols sablonneux (ainsi que sur les "gravillons" - un mélange de sable, de gravier et d'argile), il n'est pas non plus nécessaire d'installer des pieux - il est préférable d'y disposer des fondations en bandes peu profondes, bien sûr, en dessous de la profondeur de congélation ;

• Sur les loams et les loams sableux, uniformément pliés, il est tout à fait possible de construire une maison sur des fondations en bandes;
• Les tourbières ne permettent d'ériger que des structures légères en dalles. Regardez la vidéo sur comment ne pas se tromper avec le type de fondation.

Avec le nombre de piles

Pour utiliser les calculs assez complexes décrits ci-dessus, des règles simples ont été élaborées pour sélectionner le nombre de pieux en fonction de la répartition des points de contrôle le long du périmètre de la structure :

• Sous la charpente et les maisons en bois, l'intervalle entre pilotis ne doit pas dépasser 3 m ;
• Pour les structures en béton léger, la distance entre les supports enterrés ne doit pas dépasser 2 m.

L'exemple suivant est le plus simple et le plus compréhensible.

Un plan de maison est dessiné sur une feuille de papier à l'échelle. Aux angles et aux intersections des murs, des points sont définis au niveau desquels les pieux doivent être installés en premier lieu. De plus, les règles de placement des supports, décrites juste ci-dessus, sont appliquées en fonction du matériau à partir duquel le bâtiment est érigé. Regardez la vidéo sur la façon de calculer le nombre de piles.

Quels que soient les matériaux à partir desquels la maison est construite, quelles que soient sa taille et ses caractéristiques de conception, le calcul de la fondation sur pieux en tant que structure de support de l'ensemble de la structure peut être appelé la principale nuance d'une construction réussie.