interactions des fondations et des sols gonflants : pathologie ... - Pastel

Lorsque la fondation est encastrée dans le sol et que le rôle d’écran horizontal est joué par
la poutre de fondation elle-même avec le plancher, ou par la dalle de fondation, tandis que
les parois verticales du sous-sol ou la partie verticale du système de fondation joue le rôle
d’écran vertical, la pénétration de l‘eau sous la fondation commence une fois qu’elle a
atteint la profondeur H d’encastrement de la fondation (Figure 66c). Dans ce cas, il faut
aussi tenir compte de la pression horizontale de gonflement sur le mur du sous-sol.
Le gonflement du sol sous l’ouvrage peut aussi se produire par suite de l’infiltration d’eau
provenant de la nappe souterraine ou d’eaux usées, venant de canalisations cassées par
le soulèvement du sol.
La source d’humidification d’un massif de sol sous un bâtiment a souvent un caractère
ponctuel (par exemple, une fuite d’eau à partir d’une canalisation). Cette situation est la
plus défavorable vis-à-vis de l’apparition d’efforts internes supplémentaires et de
déformations dans les structures de fondations.
Dans la mesure où la source d’eau a un caractère accidentel, elle peut être située en tout
point par rapport aux axes principaux du bâtiment et à n’importe quelle profondeur H sous
la fondation.
À l’extérieur de l’emprise du bâtiment, ce type d’inondation présente moins de danger que
sous le bâtiment. La figure 67 (a, b, c) montre les cas les plus courants de position de la
source d’humidification d’un massif de sol argileux : sous le centre du bâtiment (figure
67a), sous l’une des extrémités (gauche ou droite, figure 67b), dans le cas où la fondation
est appuyée au niveau du sol et dans le cas où elle est encastrée (figure 67c).
Dans ces conditions, on peut admettre que l’humidification du sol se propage uniformément
dans la direction radiale en partant de la source d’eau, en fonction de la durée de
l’humidification.
Le rayon de la zone humidifiée (de gonflement) peut être déterminé à partir de la vitesse
de déplacement du front d’humidification (de gonflement), en utilisant la formule :
Rt = V t
(3.41)
où Rt est le rayon de la zone d’humidification, V est la vitesse radiale de propagation du
front d’humification et t est la durée de l’humidification.
Lorsque le rayon Rt de la zone humidifiée du sol est connu, l’épaisseur Ht de la zone
active du massif de sols gonflants est égale à
= R + H
(3.42)
Ht t
tandis que, dans la direction horizontale (de la surface de contact avec la poutre de
fondation), la largeur de la zone humidifiée est donnée par la formule :
a −
2 2
t = Rt
H
(3.43)
Dans le cas où la perméabilité du sol est différente dans les directions verticale et
horizontale, la zone active du massif de sol gonflant peut être représentée par une ellipse
(Figure 68), d’équation générale :
2 2
x y
+ = 1 , (3.44)
2 2
a b
où x et y sont les coordonnées du point M et a et b les demi-axes de l’ellipse.
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