A. DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS

Données géotechniques du site

1. Présentation du site..Données géographiques.

Le projet, objet de cette étude, est situe au quartier logbessou à l’université de douala ou le climat dominant est du type équatorial côtier a deux saisons.

La topographie actuelle du site montre que le projet à réaliser est sur un terrain plat, et La végétation est inexistante.

CONTENUS DE LA CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE.

La campagne de reconnaissance est composée de   :

- 03 sondages au pénétromètre dynamique lourd type GTP 5.

- 03 sondages à la tarière manuelle.

Les objectifs de cette campagne sont les suivants   :

- Reconnaitre les terrains de fondation (épaisseur, nature, résistance)

- Définir les différentes possibilités de fondation (profondeur, portance)

- Définir les conditions de réalisation des travaux

3.1   .Données hydrauliques

Les observations ont été faites le 25/09/2012

Aucune remontée d’eaux na été mise en évidence dans l’ensemble des trois sondages réalisées sur le site, cela ne devrait pas avoir une influence sur les fondations ancrées à moins de 2.00m de profondeur.

3.2. Sondages réalisés au pénétromètre dynamique lourd type GTP5.

Les courbes des essais pénétrométriques sont données en annexe.

Les essais réalisés donnent le profil de résistances suivantes :

SPD 1 SPD 2

Prof(m) Qd(kg/cm²) couches Prof(m) Qd(kg/cm²) couches

0.00-1.00 80-100 1ere couche 0.00-3.80 80-180 1ere couche

1.00-3.60 100-340 2e couche 3.80-5.20 100-300 2e couche

>3.60 >340 Refus >5.20 >300 Refus

SPD 3

Prof(m) Qd(kg/cm²) couches

0.00-1.50 90-100 1ere couche

1.50-5.20 100-300 2e couche

>5.20 >300 Refus

4. Analyse des résultats

4.1. Résultats à prendre en compte pour les calculs des fondations.

Le site présente ensemble des résistances mécaniques fortes, probablement suffisante pour le projet .Les descentes de charge du bâtiment étant inconnues nous supposons les solutions provisoires ci dessous.

Les profils de résistance montrent que le site à une résistance mécanique assez homogène sur l’ensemble de chaque horizontal.

Les contraintes admissibles proposées ci-dessous doivent satisfaire aux conditions suivantes :

- Eviter la rupture du sol à cause de la capacité portante insuffisante ;

- Eviter d’importants tassements qui pourraient porter préjudices au bâtiment ;

- Eviter d’importants tassements différentiels entre diverses parties du bâtiment.

profondeur d’encrage =DF(m) par rapport au niveau zéro de chaque sondage (confère coupe annexe 1) ; taux de travail = σadm(kg/cm²)

Points de sondage

DF(m) 1.00 1,50 2 2,50 3 3,50 4 4,0 5 6

SPD 1 σadm(bars) 00 7.00 7.50 9.0 8.0 12.0 . . . .

SPD 2 σadm(bars) 5 5.50 4.25 5.0 2.0 5.5 6.0 9.5 14.0 .

SPD 3 σadm(bars) 5.0 5.0 7.5 7.5 5 5.5 8.0 8.0 10.0 .

Fig 12 Tableau des contraintes admissibles σadm du sol en fonction des profondeurs DF(m) d’encrage à partir des sondages pénétrométriques

Les descentes de charges du bâtiment étant inconnues lors des études géotechniques, nous laissons le soin à l’équipe en charge des structures de définir le niveau d’ancrage des fondations au vu des contraintes admissibles du sol en fonction des profondeurs (Cf. tableau des contraintes admissibles) obtenues à partir des sondages au pénétromètre dynamique lourd, en respectant les minima suivante pour avoir des tassements négligeables.

Pour tout l’ensemble du site   :

Des fondations sur semelles isolées ancrées à 100m de profondeur par rapport au niveau de terrain actuel (cote origine des sondages et travaillant à 2.50kg/cm2).

4.2. Avis sur les conditions de réalisation des travaux.

- Les travaux d’excavations seront réalisés par temps sec. Le gros béton devra être coulé

immédiatement après l’ouverture des fouilles

- Réaliser un drainage périphérique, avec évacuation des eaux d infiltration

- Vérification du bon état du réseau d’assainissement.

Nous suggérons du fait de la présence d’argile sensible aux circulations d’eaux de prendre des dispositions concernant :

- Les eaux pluviales qui serons canalisé et rejeté loin des fondations

- Les eaux d’infiltration qui, seront soigneusement drainées

Calcul des semelles

La fondation d’un ouvrage est la partie de ce dernier qui repose sur un terrain ou sol d’assise et qui transmet à ce dernier toutes les sollicitations (charges et surcharges combinées) auxquelles ce bâtiment est soumis par l’intermédiaire de sa superstructure.

2. Fonctions à remplir par les fondations.

Les principales fonctions que doivent remplir les fondations sont :

- 1. Reprendre sans subir de dommages les charges et surcharges ou plus exactement la

combinaison de ces dernières et amenées par la superstructure

- 2. transmettre ces sollicitations au sol (dit de fondation) dans de bonnes conditions de façon à

assurer la stabilité de l’ouvrage.

On voit ainsi que les fondations sont en réalité des éléments de transmission au sol de fondation de l’ensemble des charges supportées par l’ouvrage.

4.1. La semelle isolée pour le cas de notre ouvrage.

La semelle isolée reçoit en général la charge de la superstructure au moyen d’un élément porteur ponctuel poteau en béton armé ou métallique.

4.2. Dimensionnement de la semelle isolée 13

4.2.1. Dimensions en plan :

Les dimensions en plan des semelles isolées est déterminé en utilisant la relation de résistance précédemment définie : à savoir

Nous avons :

Ned = 3377 KN soit 337700 daN

Qd=14 bars

Calcul des dimensions de la semelle

Nous optons pour une semelle rectangulaire, alors on devra fixer une dimension pour déterminer l’autre.

Fixons A = 1.5 m =>

4.2.2. Condition de rigidité de la semelle isolée.

Afin d’avoir une répartition correcte des pressions sur le sol de fondation, on exige que la semelle possède une épaisseur H max (voir figure) telle que :

Classification de la semelle

D=5 m et d=1.5 m D/d=3.33 => 3.33< 4 => superficielles

Afin d’avoir une répartition correcte des pressions sur le sol de fondation, on exige que la semelle possède une épaisseur H max (voir figure) telle que :

- A : dimension en plan de la semelle

- a : Dimension du coté de l’élément porteur (le poteau).

- c : Enrobage des aciers de la semelle. en général ≥ 3 cm .

Aussi Hmin doit être tel que :

Expression du moment réglementaire

L’eurocode propose de calculer le moment dans une section située à 0 ,35 b de l’axe du poteau, en prenant

en compte que les charges du sol sur la semelle. Son expression :

N Ed

8 b '[ b '−0,7 b ]2

Semelles isolées

rectangulaires choix d=Min (dx ;d y ) Si béton de propreté cnom=30¿mm ¿

bEdN

'b

h db,150

2

35022

b,

'b

'b

NM Ed

Ed

b,350

M

section de calcul

x

'c

'c'b

N Ed

Model d’étude de la semelle

Moment

M Edx=N Ed

2b ' [ b '2

−0 ,35 b ]2

=N Ed [ b '−0,7 b ]2

8 b '=599.25 KN.m

M Edy=NEd

2 c ' [ c '2

−0 ,35 c ]2

=N Ed [ c '−0,7 c ]2

8 c '=395.17 KN.m

Moment réduit : μux=

M Edx

c ' d2 f cd =0,138 // Ox  et b’

μuy=

M Edy

b ' d2 f cd Acier // Oy  et c’=0.068

Bras de levier :

Acier // Ox  et b’:

Asx=M Edx

zux .f yk

γ s =39.37cm²

Acier // Oy  et c’:

Asy=M Edy

zuy .f yk

γ s =25.25cm²

Asx=40cm² =>20HA16 avec St=8cm pour A=1.5m

Asy=28.26cm² =>9HA20 avec St=25cm pour B=2.00m

Nous procédons de la même manière pour les autres semelles

Vérification du non Poinçonnement de la semelle

Le cisaillement limite de poinçonnement le long de contours de contrôle situés à une distance a du nu du

poteau au plus égale à 2 d .

a=0.76m

A priori, le contour de contrôle le plus défavorable n’est pas connu. Il faut effectuer la vérification pour a

variant de 0 à 2 d

( si semelle coulée sur béton de propreté .

Pour le contour de contrôle le plus grand : a=2 d

périmètre du contour de contrôle : aire à l'intérieur du contour de contrôle :

valeur nette de l’effort de poinçonnement agissant :

N Ed effort normal arase supérieure de la semelle

cisaillement agissant : cisaillement résistant

vRd=max [C Rd,c k (100 ρl f ck )1/3 ;v min ] 2d

a avec

=>

 ; Pourcentage moyen

d ( mm )=d x+d y

2 = 320 mm hauteur utile moyenne (mm)

Condition de non poinçonnement vérifiée

CONCLUSION

Le projet qui fait l’objet de cette étude est situé à logbessou, à l’université de douala où le climat dominant est de type équatorial côtier à deux saisons.

La topographie actuelle du site montre que le projet à réalisé est sur un terrain plat

Les conditions hydrogéologiques sont favorables :

Aucune venu d’eau n’a été n’a été mise en évidence dans les trois sondages réalisés. Ce pendant, les éventuelles circulations et venu d’eaux seront captés par des drains et évacuées loin des fondations

Les coupe de sondage indiquent que le sol est constitué d’un matériau de bonne portance dès le début jusqu’à la fin du sondage.

Quant à la portance des sols de fondation, le site présente un ensemble de résistance mécanique faible à fortes, probablement suffisante pour le projet.

Pour tout l’ensemble du site :

Les fondations sur semelles isolées encrées à 1 m de profondeur par rapport au niveau du terrain actuel (côte origine des sondages) et travaillant à 2.50 kg/cm²