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Tour Amboise204, rond-point du Pont-de-Svres92516 BOULOGNE-BILLANCOURT CEDEXTl. : 01 46 09 26 91Tl. : 08 25 03 50 50Fax : 01 46 09 27 40

Fiche de scuritD2 F 01 69

Terrassements en sous-uvreet fondations

1 - REGLEMENTATION

Dcret du 8 janvier 1965, article 2 et titre IV en entier(en particulier article 68).

2 - DANGERS PRSENTS PAR CES TRAVAUX

On appelle travaux en sous-oeuvre ceux qui sont ex-cuts dans la zone de transmission des charges duneconstruction existante au terrain de fondation.

Ces travaux sont dlicats et dangereux. Ils doivent trecons un personnel comptent et expriment.

Plusieurs risques sont combattre :- les dsordres dans la construction ancienne par suitede la dcompression du sol ou de la vibration desengins: ssures, lzardes, eondrement partiel ou total,- les boulements de terre localiss dans la zone detravail,- les chutes de pierres ou dautres matriaux sur lestravailleurs,- les chutes de travailleurs dans les fouilles,- les risques de rencontre de cbles lectriques, cana-lisations deau, de gaz, de carburant, etc... qui, silssont endommags, peuvent provoquer des lectrocu-tions, noyades, asphyxies, explosions.. .- les risques dasphyxie par manations de gaz dl-tres ou accumulation de gaz carbonique.

3 - NECESSIT DUNE ETUDE PRALABLE

Avant de commencer les travaux, il est indispensabledobtenir des renseignements sur la construction reprendre en sous-oeuvre, et sur le terrain, an que le

projet de reprise et la mthode dexcution soientconus rationnellement.

3.1 - Sur la construction.

Il faut connatre la constitution et la nature des fonda-tions, leur tat actuel, leur paisseur et le niveau inf-rieur de leur assise, le poids de la construction, lavaleur et la rpartition des charges et surchargesquelle supporte. Il importe de savoir sil existe sousles murs une semelle de rpartition des charges et siventuellement des installations (votes de cave parexemple) transmettent au terrain des pousses hori-zontales ou obliques quil faudra quilibrer au fur et mesure de lavancement du terrassement. Lidal estdobtenir les plans des fondations et de la construc-tion reprendre. En cas dimpossibilit, il faut lesreconstituer grce aux renseignements recueillis, des reconnaissances ou des sondages.

3.2 - Sur le terrain..

Il faut connatre ltat et la nature du sol : homogne,htrogne, diverses couches, pendages descouches, accidents possibles du terrain en profon-deur (fontis, carrires souterraines), les caractris-tiques physiques et mcaniques, le niveau de lanappe phratique et ventuellement ses variationsdans le temps, etc.

Si le terrain nest pas vierge, il convient dobtenir duclient et de tous les services publics ou privs int-resss (E.D.F. , G.D.F. , Compagnie des Eaux,Voirie...etc.) tous renseignements sur les installationsdiverses quil contient.

Si les renseignements recueillis sont insusants oudouteux, dautres investigations seront ncessaires(sondages, vrications).

OBJET : Conseils pratiques pour lexcution de travaux en sous-oeuvre dans le btiment. (approu-vs par le Comit Technique National du Btiment et des Travaux Publics de la Caisse Nationalede lAssurance Maladie des Travailleurs Salaris dans sa sance du 25 juin 1969).

Edition novembre 2002.

4 - MESURES CONSERVATOIRES POURLES CONSTRUCTIONS EXISTANTES

4.1 - Avant les travaux.

Avant de commencer les travaux en sous-oeuvre, lesmesures prendre en priorit viseront prserver detout dommage les constructions sous lesquelles ouen bordure desquelles on doit excaver.

Si la construction reprise est de mauvaise qualit, ilfaudra tayer les planchers et raliser autour desbaies un encadrement solide pour tayer les linteauxet tanonner les jambages, voire procder desrenforcements.

4.2 - Au cours des travaux.

4.2.1 - Tant que lensemble de la construction nouvel-le na pas atteint le niveau du sol de la constructionexistante voisine, cette dernire sera constammentsurveille, afin de dceler tout mouvement ventueldu sol de fondation. En particulier, des tmoins enpltre dats seront placs sur les fissures anciennesou rcentes.

4.2.2 - Lorsque la construction existante exerce desefforts horizontaux ou obliques qui sont absorbs parla bute des terres avant la reprise en sous-oeuvre, ilest ncessaire au fur et mesure de lavancement du

terrassement de placer des dispositifs (taiements,tirants avec ancrages, etc...) capables de rsister ces efforts.

Ces dispositifs seront maintenus jusqu ce que lespousses sur le mur reprendre soient absorbessoit par la construction nouvelle, soit par la construc-tion ancienne aprs amnagements en consquence.

4.2.3 - Lorsque la fondation reprendre est consti-tue par une maonnerie de moellons prenant appuidirectement sur le sol, sans semelle de rpartition, ilest recommand de construire sous cette fondation,par tronons successifs selon la mthode expose en5.2 et 5.3., une poutre continue en bton arm. Cettepoutre permettra de prolonger le mur avec plus descurit jusquau niveau infrieur prvu par le projet,qui doit tre le mme que celui des fondations de lanouvelle construction.

4.2.4 - Lorsque le mur dun btiment doit tre reprisen sous-oeuvre, des prcautions spciales sont prvoir aux emplacements de dpart des murs por-teurs perpendiculaires. Le sol intrieur tant forte-ment charg dans ces zones, il y a lieu de renforcer leblindage de la tranche dexcavation correspondanteet si ncessaire, de faire une amorce de mur en sous-oeuvre sous chaque mur porteur perpendiculaire aumur reprendre (Fig. 1).

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FICHE N D2 F 01 69

Fig. 1

4.2.5 - Dune manire gnrale, on ne doit entre-prendre aucune partie de la construction nouvelledans la zone pouvant transmettre des efforts et ame-ner des dsordres la construction ancienne tant queles fondations de celle-ci nont pas t compltementreprises et descendues au niveau prvu.

Deux conceptions sont possibles dans le projetdexcution (Fig. 2) :

- ou bien le mur construit en sous-oeuvre nest desti-n qu soutenir la construction ancienne, et la fonda-tion du nouveau btiment est alors indpendante decelui-ci (a),

- ou bien ledit mur est destin servir de fondationcommune aux deux btiments qui deviennent alorssolidaires (b).

COUPE HORIZONTALE

FICHE N D2 F 01 69

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Dans le premier cas, il faut veiller maintenir en l-vation comme en fondation lindpendance de lan-cienne et de la nouvelle construction.Dans le second cas, il faut sassurer que les tasse-ments de la nouvelle construction ne sont pas denature provoquer des dsordres dans lancienneconstruction.

5 - PROCD CLASSIQUE DE REPRISE EN SOUS-OEUVRE PAR PUITS ALTERNS

5.1 - Principe.

Dans les deux cas ci-dessus, le mur construire ensous-oeuvre et le terrassement quil ncessite sontexcuts par petites parties indpendantes, de lon-gueur variable suivant la nature du terrain. Lestranches en excution simultane doivent toujourstre spares par des tranches non commences oupar des tranches totalement termines, cest--direaptes supporter elles seules la construction exis-tante. Le procd utilise leffet de vote ou darc-bou-

tement qui prend naissance dans une maonneriehomogne au-dessus dun vide de faible porte.

Suivant la hauteur et les conditions de terrain, onpeut excuter la totalit de chaque tranche en uneseule fois ou faire plusieurs reprises successives (parexemple pour raliser dabord une semelle arme derpartition des charges comme indiqu en 4.2.3.).

Il est indispensable de solidariser les tranches entreelles de faon avoir un mur monolithe. Dans le casdun mur en maonnerie, des arrachements pourreprise doivent tre disposs aux extrmits et rpar-tis sur toute la hauteur. Dans le cas dun mur enbton, arm ou non, des armatures de reprise dunelongueur suffisante doivent tre laisses en attente.

Dautres prcautions essentielles sont prendre :

Le mur construit en sous-oeuvre doit tre bloqu auterrain arrire de faon viter toute dcompressionultrieure du sol susceptible dengendrer des tasse-ments amenant des fissurations des maonneries.

Ce mur doit pouvoir supporter la fois les chargesverticales et les pousses du terrain. Il sagit doncdun vritable dispositif de soutnement. Tant que cemur na pas atteint une rsistance suffisante, ilconvient de le buter provisoirement pour quilibrer lespousses.

Dans certains cas dailleurs, sa section est insuffisan-te pour quil remplisse seul son rle de soutnement.Il nest stable, par exemple, que lorsque les planchersde la nouvelle construction sont btonns. Dans cecas, avant de procder au terrassement gnral, il estindispensable dassurer provisoirement sa stabilitpar des dispositifs tudis pour gner le moins pos-sible les autres phases de travaux : tais inclins,contreforts, tirants ancrs larrire.

5.2 - Mode dexcution dun premier tronon de mur.

5.2.1 - A partir du terrain naturel ou dun niveau dca-p au-dessus des fondations, on excute un puits parois blindes ayant la profondeur de la phase dereprise envisage. Si le terrain est vierge, de bonnetenue, exempt de toute venue deau, on peut blinderle puits sur les 3 parois extrieures au mur et laisserapparentes les parois sous le mur (paroi du fond etparois latrales) en assurant cependant la butetransversale des cadres (fig. 3).

Le mur ancien sera tanonn ou tay pour vitertout dsordre. Dans le cas dun mur de mauvaisequalit on installera une protection pour que les travailleurs dans le puits soient abrits des chutes depierres ou matriaux.

Fig. 2

COUPES VERTICALES

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FICHE N D2 F 01 69

La mthode de blindage qui offre le plus de scuritest celle planches verticales jointives enfiles lavancement derrire des cadres de bois en grumes(voir fiche D. 103).

La semelle de fondation est btonne et le murmont en maonnerie ou bton jusque sous la fon-dation reprendre.

Les bois qui assuraient la bute des cadres contre leterrain derrire le mur ne sont enlevs progressive-ment que lorsquune bute compensatrice a teffectue en se servant du mur. Dans certains cas ilssont laisss dans le mur, entours dune gaine ce quipermet de les sortir lors de lexcution de la nouvelleconstruction.

Cette mthode ne doit tre employe que si ltudeapprofondie du terrain donne lassurance quaucunboulement nest craindre pendant le court laps detemps que dure lexcution dune tranche de mur.

5.2.2 - Sil nen est pas ainsi, et cest le cas le plusfrquent, il faut blinder toute la priphrie du puits defaon ne laisser subsister aucune partie verticale

de terrain apparente. Il faut donc employer sous lemur des cadres complets, mais au dbut du terras-sement sous le mur, lenfilage des planches tantimpossible par le haut, on sera amen soit terras-ser une hauteur rduite de fouille pour viter lesboulements et placer les planches de blindage ver-ticales entre le mur et un cadre infrieur, soit blin-der au fur et mesure du terrassement, et parplanches horizontales, une certaine hauteur de puitsjusqu ce que, ayant obtenu un dgagement suffi-sant vers le haut, on puisse reprendre la mthodenormale de blindage planches verticales par enfila-ge en potelle.

Le mur est excut en montant. Les planches derri-re le mur peuvent tre rcupres progressivementcomme indiqu dans la fiche D. 103 paragraphe 3.2.Les longrines elles-mmes peuvent tre enlevesmais condition davoir pralablement but la paroioppose contre le mur.

Souvent dailleurs on prfre abandonner tous lesbois situs derrire le mur et laisser en place lestrsillons. Ces derniers sont alors retirs ultrieure-ment, comme dans le cas prcdent.

Fig. 3

COUPES VERTICALES

TERRASSEMENT TERMIN REPRISE DU MUR ACHEVE

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FICHE N D2 F 01 69

5.3 - Excution dun tronon compris entre deux tronons termins (fig. 4).

Le mode opratoire est le mme que celui dun tron-on excut en 1re phase, mais en terrassant sui-vant DCFE on supprime la bute que ce terrassementopposait aux pressions exerces sur les faces trans-versales AB et GH par lintermdiaire des longrinesparallles au mur. Il faut donc, dans le blindage dunouveau puits, reprendre les efforts en solidarisant lespices matresses du nouveau puits celles corres-pondantes des puits adjacents.

5.4 - Variante - Cas dun terrassement gnral pralable aux travaux, en contrebas de la construction reprendre (Fig. 5).

5.4.1 - Si le niveau infrieur de ce terrassement gn-ral est plus bas que celui des fondations, il convientde prendre des prcautions :

Il faut fixer les limites du terrassement gnral pourviter dapporter la moindre modification aux condi-tions de stabilit, de louvrage en tenant compte delexistence ventuelle et de la valeur de la semelle derpartition et, le cas chant, de lexistence de pous-ses horizontales ou obliques.

En fonction de ces donnes et de la nature du terrain,on dterminera la largeur donner la banquettesuprieure au niveau du terrain naturel de laconstruction reprendre et la pente du talus de lex-cavation. Il faut dans cette ventualit se montrerextrmement prudent, les facteurs conditionnant lastabilit dun talus tant fort nombreux et souventvariables dans le temps (conditions climatiques, sur-charges, vibrations, etc...).

Lexcavation gnrale nest possible que si lon resteau-dessus de la nappe phratique ou si son rabatte-

ment a t prvu. Toutefois le rabattement ne peuttre admis que sil ne prsente pas de risque dentra-nement des particules fines du terrain avec les eauxde pompage et si la nature des terrains exclut lerisque de tassements dangereux par dessiccationdes couches.

5.4.2 - La technique dexcution expose en 5.2 estalors modifie. Au lieu doprer par puits on oprerapar tranches blindes perpendiculaires au mur reprendre, dans des conditions sensiblement compa-rables celles requises pour le procd par puits.

Fig. 4

Fig. 5

COUPE HORIZONTALE

COUPE VERTICALE AB

PLAN

FICHE N D2 F 01 69

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5.5 - Conseils divers.

Il faut viter de faire accder en bordure immdiatedu puits les camions chargs dvacuer les dblais.

Le poids et les vibrations risquent en effet de provo-quer des accidents pendant les travaux de boisage. Ilest recommand dapprovisionner le bois ncessaire la totalit de lopration. Sinon il faudrait dblinderune partie des puits pour utiliser les bois dansdautres puits, ce qui serait dangereux et peu ren-table. De plus, le dboisage en charge est trs diffici-le du fait que certaines pices sont engages dans lebton ou fortement comprimes.

Dans certaines rgions comme la rgion parisienne, ilconviendra de sassurer de labsence de carriressouterraines sous lemprise des constructions et deleurs abords. La prsence de telles carrires oblige-rait des travaux pralables de consolidation.

Par ailleurs, mme si le sol est sec et dune bonnecohsion apparente, il faut viter tout prix les infil-trations deau pendant les travaux (eaux provenantdes caniveaux en particulier). Si les descentes deauxpluviales de limmeuble voisin se dversent directe-ment sur le sol, il est recommand de canaliser ceseaux pour les vacuer le plus loin possible. Si lon acommenc par faire un terrassement gnral, la ban-quette et le talus seront avantageusement revtus debches impermables en matire plastique.

Dans lexcution de la partie en sous-oeuvre, onveillera tout particulirement ne pas laisser de videsentre le dessus du mur construit en sous-oeuvre et ledessous de la fondation ancienne, pour viter touttassement de cette dernire. Sil sagit dun mur enmaonnerie de moellons on matera fortement le lit demortier entre le nouveau et lancien mur.

Pour un mur en bton on mnagera des trmies dedversement du bton assez rapproches, en sailliesur la paroi extrieure, et dpassant le niveau sup-rieur du nouveau mur de faon que sous leffet conju-gu de la pesanteur et de la vibration, le bton ne

laisse subsister aucun vide (Fig. 6). Ce bton de cla-vage doit avoir une plasticit suffisante et une granu-lomtrie approprie.

Les petites consoles de bton des trmies sontdcoffres et dmolies avant que le bton ait acquisune rsistance importante.

Si le mur de reprise a une hauteur importante, on vi-tera le vide d au retrait sous la fondation ancienneen laissant en attente sur une petite hauteur la partiesuprieure du mur de reprise. On lexcutera lorsquela partie infrieure aura subi une bonne partie de sonretrait.

La paroi arrire du mur en sous-oeuvre doit tre par-faitement bloque au terrain sur toute sa surface decontact.

Des injections de mortier de ciment ou autres pro-duits peuvent tre envisages dans certains cas. Lapression dinjection doit alors tre tudie de faon napporter aucun dommage la construction.

6. PROCDS SPCIAUX DE REPRISE EN SOUS-OEUVRE

La description dtaille de ces procds dpasse lecadre de la prsente tude. On indiquera seulementle principe des procds les plus connus. Tous cesprocds ont lavantage de diminuer les risquessignals au dbut et dassurer ainsi une meilleurescurit des travailleurs.

6.1 - Parois moules dans le sol.

On construit par petites parties (panneaux denviron 4 6 m de longueur), avant le terrassement gnral et enbordure immdiate des constructions ou de leurs fon-dations existantes, un mur en bton, arm ou non, sous Fig. 6 .../...

COUPE HORIZONTALE AB

COUPE VERTICALE

Fig. 6

la protection duquel on peut ensuite excuter lexcava-tion de la construction laide dengins mcaniques.

Le procd dexcution du mur repose sur lemploidune boue de bentonite, remplissant constammentla tranche troite ouverte mcaniquement, qui cor-respond la section du mur. La boue vite lesdcompressions du sol et les boulements, et lebton du mur est excut pleine fouille sous la ben-tonite suivant la mme technique que celle du bton-nage sous leau.

Le procd est trs utilis dans les travaux publics etdans les fondations profondes dimmeubles en siteurbain.

Il ncessite que le mur reprendre possde unesemelle de fondation arme. Sil en est dmuni, il faut

en constituer une pralablement lexcution de laparoi moule.

6.2 - Pieux racines.

Dans ce procd, les fondations existantes sont tra-verses par une srie de forages rotatifs de petit dia-mtre (50 200 mm) orients dans diffrentesdirections, arms sur toute leur longueur par un acierunique ou une cage darmatures, et remplis de btonou de mortier introduit sous pression.

Le procd convient particulirement pour desreprises en sous-oeuvre de fondations massives oupour des consolidations douvrages.

6.3 - Pieux foncs par vrins sous la fondation reprendre (Fig. 7).

La mthode consiste enfoncer des pieux par pres-sion et par tronons successifs au moyen dun vrinhydraulique prenant appui sous la fondation reprendre. Si celle-ci ne comporte pas de semellearme, il faut en constituer une avant de foncer lespieux, car on risquerait de fissurer, - voire de dislo-quer -lancienne fondation. De plus, les points dap-pui doivent tre judicieusement choisis.

Le premier lment de pieu est muni dune pointerenforce favorisant son enfoncement. Les autreslments viennent se superposer par embotement.

Ces lments, qui peuvent tre mtalliques ou enbton arm, comportent des videments intrieursquon remplit ensuite de bton pour raliser un pieucontinu.

Lorsque le refus est obtenu, on bloque des calesentre la tte du pieu et la semelle, on retire le vrin eton procde au clavage.

Ce procd est intressant quand le terrain se prteau fonage et quon dispose de trs peu de place. Ilnexige pas la mise en oeuvre dun matriel importantet peut tre employ sur des chantiers modestes. Ilne produit ni bruit, ni vibrations, ni chocs, ni fumes.

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COUPES VERTICALES

PHASES DEXECUTION DUN PIEU

Fig. 7

FICHE N D2 F 01 69

Il supprime par ailleurs tout risque de dcompression dusol et permet un contrle de la force portante des pieux.

Le procd peut tre utilis pour le relevage ou leredressement dune construction ancienne. Dans cecas, on enfonce dabord tous les pieux au refus et on

procde au relevage soit avec quelques vrins, lesautres pieux servant dappui pour un calage provisoi-re, soit en agissant sur tous les pieux en mme temps laide de vrins plats et de calages prenant appuisur les pieux.

6.4 - Pieux fors encadrant le mur.

Ce procd nest applicable que si les deux cts dumur reprendre sont accessibles. Le matriel nces-saire tant peu encombrant, un sous-sol de caveconstitue un espace gnralement suffisant pour lamise en oeuvre du procd (Fig. 8).

Celui-ci consiste excuter deux files de pieux dechaque ct et le plus prs possible du mur, et reporter les charges de louvrage sur ces pieux, parlintermdiaire de poutres semelles et de consoles enbton arm excutes sous le mur par petites parties.

Les pieux sont fors au trpan ou la tarire, et tubspar lments de faible longueur assembls par fileta-ge. Ces tubes sont remonts au cours du btonnageet rcuprs un par un.

Chaque pieu est termin par une tte largie et vi-

de de faon mnager lemplacement dun vrinhydraulique. La pression est rgle de manire imprimer aux pieux un effort au moins gal la char-ge dfinitive. Quand les pieux ne senfoncent plus, ondispose un calage, on retire les vrins et on procdeau clavage.

Au lieu de vrins ordinaires, on utilise galement desvrins plats Freyssinet, beaucoup moins encombrants.

6.5 - Consolidation pralable du terrain.

Certains procds permettent la consolidation desmauvais terrains : injections de ciment ou de produitsspciaux, conglation la saumure ou lazote liqui-de dans les terrains aquifres. Moyennant leur miseen oeuvre pralable, on peut oprer la reprise ensous-oeuvre dans de trs mauvais terrains enemployant les mthodes manuelles classiques.

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FICHE N D2 F 01 69

Pieux termins dans fouille blinde

COUPES VERTICALES

Fig. 8

VRINHYDRAULIQUE

VRINSPLATS

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