25. Fondations en colonnes. Des fondations solides.
Fondation - il s'agit d'une structure porteuse, une partie du bâtiment qui reprend toutes les charges des structures supérieures et les transfère à la base. Les fondations sont posées en dessous du point de congélation du sol afin d'éviter leur soulèvement. Sur des sols soulevés, lors de la construction de bâtiments légers en bois, des fondations peu profondes sont utilisées.
Les conceptions de fondations sont de différents types : bande, colonne, dalle (solide) et pieu. Le choix du type de fondation dépend du système structurel des bâtiments, de l'ampleur des charges transférées, ainsi que de la capacité portante et de la déformabilité du sol.
Fondations en colonnes sous forme de piliers et d'oreillers préfabriqués en béton armé, ils sont utilisés pour transférer les charges des colonnes des bâtiments à ossature vers le sol. Les fondations en colonnes sont érigées principalement pour les maisons sans sous-sol avec des murs clairs (bois, panneaux, charpente). Ils sont également posés sous des murs de briques lorsqu'une fondation profonde est requise et qu'une fondation en bande n'est pas économique. Les fondations en colonnes sont 1,5 à 2 fois plus économiques que les fondations en bandes en termes de consommation de matériaux et de coûts de main-d'œuvre. Il est préférable de construire des fondations en colonnes sur sols soulevants , car à moindre coût, ils peuvent être installés en dessous de la profondeur de congélation.
Selon la conception du bâtiment, les piliers des fondations peuvent être en pierre, en brique, en béton, en moellons, en béton armé et en d'autres matériaux. Le plus souvent, lors de la construction de fondations en colonnes, du béton préfabriqué prêt à l'emploi et des blocs de béton armé sont utilisés. Des fondations en colonnes doivent être installées sous les coins de la maison, aux intersections des murs, sous les poteaux de charpente, les cloisons lourdes et porteuses, les poutres et autres endroits de charge concentrée.
Pour réduire la pression sur les sols fragiles, les fondations en colonnes constituées de matériaux en pièces sont élargies dans la partie inférieure, créant ainsi des rebords d'au moins deux rangées de maçonnerie de hauteur.
Pour augmenter la stabilité des fondations en colonnes, pour éviter leur déplacement horizontal et leur renversement, ainsi que pour disposer la partie porteuse de la base, un grillage est réalisé entre les piliers. Lors de l'installation fondations en colonnes Pour les bâtiments en bois, la fonction de grillage peut être assurée par une charpente en bois constituée de rondins ou de bois. Dans ce cas, l'espace entre le repère au sol de planification (zone aveugle) et la tuyauterie est rempli d'une clôture.
Les coussins de ces fondations sont fabriqués sous la forme de blocs de verre spéciaux ou de diverses combinaisons de coussins préfabriqués trapézoïdaux de fondations en bandes. Pour les charges lourdes, la fondation du poteau peut être complétée par des dalles plates en béton armé aux dimensions requises. La clôture extérieure de l'espace souterrain des bâtiments à fondations en colonnes est constituée de panneaux de sous-sol, qui reposent sur des consoles spéciales de colonnes des rangées extérieures ou des rebords des socles de fondation.
Fondations solides (dalles) Ils sont principalement utilisés dans la construction de bâtiments à plusieurs étages sur des sols faibles et inégalement comprimés. Les fondations en dalles sont un type de fondations peu profondes, ou plutôt non enterrées, dont la profondeur est de 40 à 50 cm. fondation en dalle est associé à la consommation de béton et d'armatures et peut être conseillé lors de la construction de maisons petites et compactes ou d'autres bâtiments lorsqu'une base élevée n'est pas requise et que la dalle elle-même est utilisée comme plancher.
La dalle de fondation est conçue comme plate ou nervurée, les nervures étant situées sous les murs ou colonnes porteurs. La structure nervurée réduit la consommation d'acier et de béton, mais demande plus de main-d'œuvre qu'une structure solide. Lors de la réalisation de fondations à partir de dalles plates, les travaux de coffrage et de renforcement (déroulage de treillis d'armature prêts à l'emploi) sont extrêmement simplifiés et le travail du béton est mécanisé. En raison de leur moindre intensité de travail, les fondations sous forme de dalles à section pleine sont plus courantes que celles nervurées. L'épaisseur de la dalle de fondation est déterminée en fonction de la portée (pas) des structures de support et du type de dalle elle-même et est de 1/8-1/10 pour les dalles nervurées et de 116-1/8 pour les dalles pleines.
Une dalle solide et non enterrée faisant partie du système spatial « structure dalle - superfondation » assure la perception des influences des forces externes et des déformations possibles de la fondation du sol et élimine le besoin de divers types de mesures pour éviter des déformations inégales du sol, qui nécessitent généralement des ressources importantes dans des conditions de sols faibles, sableux et soulevants.
L'article décrit les caractéristiques des fondations en dalles solides. Le champ d'application de leur application, leurs différences opérationnelles et de conception sont discutés en détail. Les questions appliquées liées à la technologie de construction des dalles de fondation sont mises en avant.
Ceci s'inscrit dans la continuité de la série d'articles sur les fondations, et nous avons déjà publié de nombreux documents intéressants. Nous recommandons donc :
- Fondation en bande. Partie 1 : types, sols, conception, coût
- Fondation en bande. Partie 2 : préparation, marquage, fouille, coffrage, renforcement
- Fondation en bande. Partie 3 : bétonnage, opérations finales
- Fondation en bande. Partie 4 : assemblage des structures en blocs de béton
Une fondation en dalle, également appelée « solide », également appelée « flottante », ou « dalle suédoise, scandinave », est une dalle pleine située sous toute la surface du bâtiment, enfouie dans le sol, ou posée sur celui-ci. . Il existe plusieurs options de conception de dalles : en forme de caisson, plates, nervurées, préfabriquées à partir de produits routiers en béton armé, monolithiques, avec extensions aux angles, avec ou sans armature, isolées et froides... Elles ont toutes leurs particularités et champ d’application spécifique. Pour la construction pavillonnaire privée, en termes de caractéristiques économiques et fonctionnelles, les dalles plates monolithiques en béton armé d'une épaisseur de 20 à 40 cm avec isolation se sont révélées les meilleures. Nous en reparlerons plus loin.
Pourquoi choisir une fondation en dalle
DANS construction de faible hauteur, qui nous intéresse en fait, ce type de fondation sera pour de nombreuses raisons préférable à ses concurrents (structures en bandes et sur pieux). Cela s'explique par des avantages à la fois purement techniques et constructifs.
Les atouts de fondations solides
Universalité en géologie des fondations. Une structure flottante peut être correctement utilisée sur tous types de sols, y compris les sols faiblement porteurs, soulevants, mobiles horizontalement, haut niveau eaux souterraines, le pergélisol...
Il existe certaines restrictions sur le terrain - il est difficile de construire une telle fondation sur une pente, les pieux seront très probablement préférables. Cependant, il existe des technologies testées aux États-Unis pour la construction de dalles sur des buttes qui, dans leur conception (dans la partie inférieure du site), comportent des éléments de haute qualité. bandes monolithiques. Un autre « centaure » adapté à de tels endroits est fondation sur pieux avec un grillage bas en forme de dalle monolithique.
Bonne capacité portante. Cette qualité est due à la mécanique spécifique de l’interaction « maison/dalle/sol ». Dans le prochain chapitre, nous examinerons ce point en détail. En bref, la dalle a une grande surface d'appui, donc la pression sur le sol de fondation est très faible (à partir de 0,1 kgf/cm2). Par conséquent, une maison en pierre à deux étages sur dalle peut être construite en toute confiance. On dit que la cage d'ascenseur de la tour Ostankino repose sur une dalle monolithique.
Grande rigidité spatiale. Cela est dû à l'absence de coutures et de joints, à l'utilisation de renforts rigides, à la massivité de la structure et à la consommation élevée de matière. Une fondation en dalles est excellente pour les maisons aux murs « inélastiques », qui ont très peur des mouvements les plus minimes (1 à 3 mm) de la structure porteuse - brique, béton cellulaire, parpaings, coquillages et autres matériaux minéraux.
En présence de sols excessivement soulevants et d'une sensibilité importante des bâtiments aux déformations inégales, il est recommandé de les construire sur des dalles monolithiques en béton armé peu profondes et non enterrées, sous lesquelles sont placés des coussins constitués de matériaux non soulevants.
SP 50-101-2004 «Conception et installation de fondations et fondations de bâtiments et de structures».
Bonnes propriétés isolantes. Lorsqu'il est correctement exécuté, il ne laisse pas passer l'eau et évite les pertes de chaleur à travers le sol.
Une technologie de construction simple, construite rapidement. Facile à marquer, travaux d'excavation minimaux, conception de coffrage simplifiée, facile à renforcer et à bétonner. Peut être fabriqué par des constructeurs peu qualifiés.
Inconvénients conditionnels d'une fondation en dalle
Techniquement, il est très difficile de combiner une dalle pleine et un sous-sol dans une structure.
La dalle ne peut être coulée que par temps favorable (elle est légèrement inférieure aux fondations préfabriquées et battues sur pieux).
Prix élevé. L’augmentation de la consommation de matériaux (béton, armature) laisse bien sûr des traces. Mais si vous regardez le problème dans son ensemble, la situation change radicalement : nous économisons beaucoup sur d'autres matériaux, étapes de construction et opérations de production :
- la dalle devient le sous-plancher du premier étage - pas besoin de faire de chevauchement ;
- Vous pouvez poser un plancher chauffant à eau dans la masse de la dalle, plutôt que de couler une chape séparée pour celle-ci ;
- pour la fabrication et la fixation de panneaux de coffrage, moins les planches ou matériaux en feuille(au moins deux fois plus qu'avec les structures en bandes) ;
- pas besoin de payer pour l'enlèvement/la planification d'un grand volume de terre sélectionnée ;
- la hauteur des murs extérieurs est réduite, puisqu'il est possible d'obtenir une base plus basse (et ce sont des matériaux de finition de façade coûteux, des coûts de main d'œuvre...) ;
- les équipements de levage, les pompes à béton, les excavatrices, les marteaux-pieux, les perceuses ne sont pas nécessaires, tout est limité aux véhicules malaxeurs ;
- vous pouvez le construire vous-même et ne pas embaucher des constructeurs professionnels bien payés, il y a moins de risque de souffrir financièrement du « facteur humain » (technologie plus simple).
Il s'avère que le principal inconvénient des fondations en dalles est la faible connaissance des développeurs nationaux de leurs avantages. Mais dans le nord des États-Unis et dans les pays scandinaves, les dalles monolithiques sont devenues la fondation n°1.
Le principe de fonctionnement d'une fondation en dalle
Situation
La densité de construction augmente, les gens doivent de plus en plus construire sur de « mauvais » sols (faibles, constamment humides, soulevants, gelés...).
Les projets modernes de maisons de campagne sont devenus beaucoup plus complexes en termes de solutions architecturales et de planification : différentes parties du bâtiment sont construites à différentes hauteurs (options d'un étage et demi, garages attenants, solutions spéciales pour volées d'escaliers et chantiers...), répartition inégale des murs porteurs sur la surface du bâtiment. Les maisons sont désormais plus grandes, plus hautes et plus lourdes.
Problème
Au-dessus des fondations et sur les fondations naturelles, les impacts de la maison sont inégaux. D'en bas, des sols complexes ont tendance à former des failles locales sous le bâtiment, ou bien les forces de soulèvement dues au gel poussent le bâtiment vers l'extérieur, puis, une fois dégelés, s'affaissent. Il existe un risque de déformation et de destruction des structures porteuses.
Solution
- Augmentez la surface d'appui de la fondation, réduisant ainsi la charge de la maison sur la fondation naturelle.
- Maximisez la rigidité spatiale de la fondation et redistribuez uniformément la pression de haut en bas.
- Utilisez un isolant thermique pour séparer les pièces chauffées du sol sous la maison - éliminant ainsi le gel irrégulier sous le bâtiment (en hiver, le sol sous la dalle ne dégèle pas).
Toutes ces méthodes de traitement des « irrégularités » sont inhérentes au principe de fonctionnement d'une dalle monolithique isolée. Il s'agit d'une sorte de plate-forme unique sous la maison, qui n'est pas soumise à une flexion locale (si elle est correctement conçue) et qui, sans déformation, est capable de se déplacer réellement avec le sol - de « flotter ».
Caractéristiques de la conception d'une fondation en dalle
La conception des dalles diffère considérablement des méthodes de développement d'autres types de fondations. Ici, les ingénieurs prennent également en compte tous les principaux paramètres du sol et toutes les charges (poids des structures, poids en fonctionnement, pression de la neige). SP 20.13330.2011 n'a pas été annulé.
Cependant, la dalle de fondation doit être considérée comme une structure unique, fonctionnant conjointement, de type « partie dalle au-dessus de la fondation ». Par conséquent, dans ce cas, une attention particulière est accordée à une étude détaillée des composants spécifiques du bâtiment et de la structure porteuse dans son ensemble ; des dessins de la maison sont créés et calculés, indiquant les schémas de répartition des charges et leurs directions.
Tout le problème réside dans la difficulté de modéliser avec compétence les charges de flexion, les roulis possibles que subit la dalle et, par conséquent, de calculer son épaisseur, sa configuration et le besoin de renforcement, y compris le renforcement local. La conception la plus efficace des dalles de fondation est réalisée à l'aide de systèmes informatiques spéciaux qui produisent des dessins d'exécution très détaillés. C'est pourquoi nous vous recommandons de commander un calcul de dalle de fondation auprès d'un organisme spécialisé, le coût de ces travaux variera de 5 000 à 10 000 roubles.
Les plus répandues sont les dalles d'une épaisseur de 20 à 40 cm, mais un détail est très intéressant : la plupart des calculs montrent que différentes épaisseurs de dalles peuvent être utilisées pour une même maison si le pourcentage de ferraillage est correctement manipulé.
Par exemple, une base solide pour un bâtiment abstrait. A 20 centimètres, il faut réaliser un « renforcement supplémentaire » local des zones particulièrement sollicitées et ne pas se tromper dans les calculs ; à 25 centimètres, le cadre peut être tricoté uniformément, sans trop de risque. Mais une dalle de 30 centimètres, par rapport à une structure de 25 cm, ne permettra pas d'économiser sur le renforcement, mais elle utilisera beaucoup plus de béton.
Un calcul exceptionnellement compétent vous permet de couler des dalles même avec une épaisseur de 15 à 18 cm.
A noter qu'il est possible d'augmenter significativement la résistance de la dalle au poinçonnement, tout en réduisant son épaisseur globale (lire consommation de matière) en réalisant des épaississements locaux de la fondation au niveau des angles, de la jonction des murs porteurs, sur tout le périmètre, sous les colonnes. De telles dalles renforcées sont souvent appelées « américaines » : en coupe transversale, elles ressemblent à un prisme.
La zone de fondation de la dalle ne peut pas être petite maison, toutes les sections en porte-à-faux doivent être prises en compte. Par exemple, si le bâtiment est recouvert de briques ou d'autres matériaux lourds, les dalles doivent être posées en grandes dimensions afin de fournir une zone de support pour le revêtement.
Technologie de construction de fondations en dalles
Étant donné que les fondations en dalles sont souvent utilisées dans des conditions géologiques très difficiles, les exigences les plus strictes sont imposées lors de la planification et de la construction de structures flottantes, qui sont spécifiées par de nombreux documents réglementaires, par exemple, SNiP 3.03.01-87 « Structures porteuses et enveloppantes » ou SP 50-101-2004 « Conception et installation de bases et fondations de bâtiments et de structures ». Bien entendu, seuls des matériaux de haute qualité doivent être utilisés pour la construction des dalles de fondation.
La construction de toutes les fondations solides s'effectue approximativement selon le même schéma :
- Conception.
- Marquage (seuls les contours du bâtiment sont repris dans la réalité).
- Enlèvement du gazon, échantillonnage du sol (si un coussin/drainage est nécessaire).
- Pose de communications enterrées (eau, assainissement).
- Installation de coussin et de drainage.
- Installation d'isolation hydroélectrique et thermique.
- Assemblage d'un « sol chaud ».
- Tricotage et pose de cage de renfort.
- Assemblage et décrochage des coffrages.
- Bétonnage.
- Décapage.
Examinons ces opérations plus en détail.
Nous avons plus ou moins compris le design. Si vous construisez quelque chose de sérieux, il est préférable de commander le développement d'un projet de fondation à des ingénieurs, et vous économiserez certainement vos nerfs et votre argent.
Nous avons déjà évoqué les enjeux de la réalisation des travaux préparatoires et de la réalisation du marquage dans la nature dans l'article.
Quant aux travaux de terrassement. Si le remplacement du sol (coussins massifs) et l'isolation ne sont pas nécessaires, il suffit alors d'enlever uniquement la couche fertile supérieure, sinon le sol de la fondation naturelle est retiré dans le volume requis. Parfois, avant l'excavation, il est judicieux de niveler la zone du bâtiment - pour faire du litage. Ensuite, le matériau supplémentaire est soigneusement compacté à l'aide d'une plaque vibrante.
La condition la plus importante est que le sol en vrac sous la fondation de la dalle ne soit en aucun cas inférieur au continent (naturel).
L'oreiller est fondation artificielle, il est destiné à remplacer les « mauvais » sols. Le matériau du coussin est le plus souvent un mélange de sable et de pierre concassée, qui ont de bonnes propriétés de drainage, peu de compression et ne soulèvent pas. Le coussin de sable et de gravier est posé en couches de 100 mm, et chaque galette est soigneusement compactée avec une plateforme vibrante. Si du sable propre est utilisé, il doit être renversé avec de l'eau.
Il est nécessaire de vérifier périodiquement l'horizontalité de chaque couche d'oreillers.
Dans les zones au bilan hydrique défavorable, il est recommandé de poser plusieurs drains sous la dalle (coussin) pour évacuer l'eau.
La plupart des cartes technologiques pour la réalisation de fondations solides suggèrent de poser des géotextiles sous l'oreiller, ce qui évite l'envasement du sable et du gravier (lire : perte de propriétés qui nous tiennent à cœur).
Pour que l'isolation hydro- et thermique s'adapte bien et ne soit pas déformée par la masse de béton, la partie supérieure de l'oreiller doit avoir un plan le plus régulier possible. Certains fabricants de fondations flottantes préfèrent même réaliser une chape de préparation à partir de béton de sable.
L'oreiller est recouvert d'un film plastique épais ou autre matériaux d'étanchéité, ce qui lors du bétonnage évitera les fuites de laitance. Les feuilles sont posées en chevauchement et collées/soudées.
Une couche d'isolant jusqu'à 100 mm d'épaisseur est posée sur l'imperméabilisation. Auparavant, ils utilisaient de la mousse de polystyrène, mais maintenant tout le monde est passé à la mousse de polystyrène extrudé. Certains constructeurs pensent que l'isolation n'est pas une couche nécessaire, mais elle réduit les pertes de chaleur à travers la dalle et ne permet pas au sol sous la dalle de dégeler de manière incontrôlable et inégale, même dans des pièces chauffées. Si vous souhaitez utiliser un sol chaud, vous ne chaufferez pas le sol, mais laisserez toute la chaleur entrer dans la maison. Dans les cartes technologiques des entreprises étrangères, il est recommandé de poser l'isolant (et l'oreiller) à l'extérieur de la dalle.
Les tuyaux du plancher chauffant sont posés directement sur des plaques de PSE à l'aide d'un treillis spécial ; bien entendu, ils ne sont isolés par aucun matériau afin de mieux transférer la chaleur. Certaines voies de chauffage peuvent également traverser cette couche - elles sont réalisées dans des manchons et des isolants thermiques. Toutes les extrémités sont retirées de la fosse pour les communications, le système est annelé et serti. Sous pression, l’air pompé dans les canalisations évite leur déformation lors du coulage du béton.
Le renforcement est peut-être l’opération la plus difficile dans la construction de fondations flottantes. C’est là que l’on commet le plus d’erreurs, tant technologiques que de conception.
Commençons par l'essentiel. Selon SP 52-103-2007, le pourcentage minimum de renforcement pour une dalle en béton armé est de 0,3 %. Il est calculé comme suit : prenez une section transversale de la dalle et calculez sa surface, calculez la surface totale coupée de toutes les barres d'armature et comparez ces indicateurs. Si la teneur en métal du béton est insuffisante, augmenter le diamètre de l'armature ou le nombre de tiges (réduire le pas). Pour les dalles épaisses, un troisième étage de métal est utilisé, situé dans l'épaisseur de la dalle. La pratique montre que le plus souvent, il suffit de poser deux couches de renfort d'un diamètre de 12 à 14 mm et d'un pas de 150 à 250 mm.
N'oubliez pas que dans les zones chargées (colonnes, mur porteur à l'intérieur du bâtiment...) un renforcement supplémentaire peut être nécessaire en posant des tiges longitudinales auxiliaires à l'intérieur des prismes de poinçonnage.
Selon la conception du bâtiment, il est parfois judicieux d'installer des sorties de renfort verticales sous les murs et colonnes porteurs (SP 52-103-2007), ce qui apportera une rigidité supplémentaire au système « partie dalle au-dessus de la fondation ».
La présence d'une couche protectrice de béton est une condition préalable à un renforcement de haute qualité. Les treillis des cages de renfort sont présentés sur des supports spéciaux en forme de champignon en polymère. Les champignons du niveau inférieur sont petits, environ 4-5 cm. Les champignons intermédiaires (entre deux mailles) ont une hauteur en fonction de l'épaisseur de la dalle, de sorte qu'il reste environ 5 cm de béton (couche protectrice) au-dessus de l'armature supérieure. . Les champignons sont placés les uns au dessus des autres, leur nombre total (pas) doit assurer une résistance suffisante de la charpente aux charges intervenant lors du bétonnage.
Il est interdit d’utiliser tout type de revêtement en bois, pierre et métal.
Il est recommandé (SP 63.13330.2012) de relier les extrémités du cadre, les niveaux supérieur et inférieur, avec des éléments en forme de U constitués de renfort. Les barres d'armature ne doivent pas entrer en contact avec le coffrage, car une couche protectrice de béton d'une épaisseur d'au moins 40 mm doit être prévue.
Un cadre de barres d'armature visqueuses est réalisé à l'aide de fil. L'utilisation du soudage à l'arc électrique est autorisée, mais il est alors nécessaire d'utiliser des raccords de classe A500c, ou similaire, avec l'indice « C ».
En raison du volume important de travaux de renforcement, il peut être conseillé d'utiliser des treillis soudés standardisés fabriqués en usine. Les joints obtenus après la pose doivent être placés dans un ordre en « damier » - les joints du treillis fini du niveau de renfort inférieur doivent être recouverts par tout le treillis du niveau supérieur.
Le coffrage de fondation flottante est très simple à monter, il suffit de niveler chaque côté du périmètre. Veuillez noter que beaucoup de béton est utilisé et que la pression sur les boucliers sera assez importante - alors soulevez-les très bien du sol.
Le coffrage doit être enveloppé à l'intérieur de polyéthylène pour empêcher la laitance de s'échapper par les fissures. En option, vous pouvez poser des feuilles de PSE à proximité du coffrage, elles « colleront » alors de manière fiable au béton et assureront l'isolation verticale de la dalle.
Le polystyrène expansé est également utilisé pour séparer les bâtiments adjacents à la maison, qui nécessitent leurs propres fondations (garage, porche, terrasse...).
Un petit contour de coffrage séparé est réalisé pour la fosse pour les communications.
Vous pouvez en savoir plus sur le coffrage et le renforcement dans l'article « Fondation en bandes. Partie 2 : préparation, marquage, excavation, coffrage, renforcement."
Les nuances de la fabrication d'un monolithe peuvent être trouvées dans notre publication.
Le bétonnage doit être effectué en un seul quart de travail. Le moyen le plus rationnel serait de commander la livraison du béton avec un malaxeur et de couler les fondations directement depuis le bac. Pour bétonner des zones reculées, vous pouvez utiliser une gouttière faite maison.
Le béton doit être compacté avec un vibrateur en profondeur.
Pour la fabrication de fondations en dalles, on utilise du béton dont les caractéristiques sont réglementées par SP 52-103-2007. La plupart des entreprises de construction produisant des fondations flottantes proposent de commander du béton présentant les propriétés de performance suivantes :
- classe de résistance à partir de B22.5 (grade non inférieur à M300) ;
- coefficient de résistance à l'eau de W8 ;
- résistance au gel à partir de F200 ;
- mobilité P-3;
- éventuellement résistant aux sulfates si les eaux souterraines sont élevées.
Compte tenu des réalités nationales, il est préférable pour un développeur privé de commander du béton au moins d'une qualité supérieure à celle standardisée - il y aura de meilleures chances d'obtenir la classe de résistance de conception.
Ensuite, vous devez effectuer des manipulations pour prendre soin du béton. Lorsque la dalle atteint 50 % de résistance, le coffrage peut être retiré. Nous avons examiné ces travaux en détail dans l'article « Fondation en bandes. Partie 3 : bétonnage, opérations finales", ajouterons que le lendemain du coulage de la fondation flottante, il faudra poncer le plan supérieur de la dalle - ce sera une bonne base avant la pose d'un éventuel revêtement de sol.
En Europe du Nord et aux États-Unis, les fondations flottantes sont activement utilisées depuis plus d'un demi-siècle et ont prouvé au fil du temps leur fiabilité, leur fonctionnalité et leur attractivité économique. Dans notre pays, les dalles ont aussi trouvé leur auteur. D'année en année, les fondations solides deviennent de plus en plus populaires, car dans de nombreux cas, il n'y a tout simplement pas d'alternative.
Turishchev Anton, rmnt.ru
Avec toute la variété moderne des types de fondations et leurs avantages, de nombreux constructeurs de bains publics préfèrent encore les fondations monolithiques. Après tout, ce qui est entier est toujours plus solide que les structures préfabriquées. Et le processus de construction dans ce cas est un peu plus simple. Et la fondation la plus populaire est une dalle monolithique, si fiable que des gratte-ciel y sont même construits.
Qu’est-ce qui est bien dans ce type de fondation ?
Les fondations monolithiques sont toujours solides et peuvent supporter de lourdes charges. Ils n’ont pas peur des mouvements inégaux du sol, des fortes pluies constantes ou des gels et dégels sévères. Les bains publics monteront et descendront simplement avec les fondations, sans détruire aucun support. Après tout, on sait que le béton ne fonctionne que pour la compression – et non pour la dilatation. C'est pourquoi une fondation en forme de dalle monolithique est pratiquement irremplaçable pour les sols soulevés et sableux où le niveau de la nappe phréatique est élevé.
Oui, pour les bains publics en bois, à ossature et en rondins, une telle fondation est dans certains cas un luxe - si le sol est normal, il est alors plus facile de réaliser une fondation en bande peu profonde. Mais les bains russes eux-mêmes ont depuis longtemps cessé d'être simplement une cabane - leurs propres dimensions deviennent à la mode complexes de bains avec piscines et salles de billard entières. Et pour un hammam massif, une fondation monolithique en dalles est ce dont vous avez besoin.
Types de conceptions de fondations monolithiques
Il existe plusieurs types de fondations monolithiques. Le plus populaire est le type de dalle, qui est également divisé en une simple dalle et une dalle sur un ruban, semblable à un bol inversé, qui devient de plus en plus populaire à l'étranger de jour en jour.
Mais en termes de construction de bains publics, ce type de fondation monolithique s'est avéré jusqu'à présent le meilleur - une dalle monolithique de conception simple. Son principal avantage est qu'il n'est pas nécessaire de l'installer en dessous du point de congélation du sol - ce qui représente une réduction significative des coûts. Matériaux de construction et la fiabilité lors de changements brusques de température de l'air.
Une fondation monolithique en dalle est essentiellement une dalle solide en béton armé enfouie dans le sol. Les murs extérieurs et intérieurs des bains publics sont construits directement sur cette dalle. Et grâce à la répartition uniforme de toute la charge sur la zone de la dalle, la pression sur le sol est minimisée - la même loi physique s'applique ici lorsqu'une personne en bottes tombe dans la neige, mais pas sur des skis, car la zone de pression est déjà plus grand. La conception de la dalle est si polyvalente qu'elle convient même aux tourbières ouvertes et même aux marécages. Et surtout, toute erreur est pratiquement exclue lors de la construction d'une telle fondation et elle est donc idéale pour la construction privée. Y compris pour un bain public, car le volume des travaux d'excavation à cet égard est minime, et Rez-de-chaussée le hammam n'est pas vraiment nécessaire.
Un autre type de fondation monolithique est une fondation monolithique en colonnes, construite pour les bains de lumière. En fait, il s'agit d'une structure unique constituée d'un grillage et des piliers qui y sont reliés.
Mais une fondation monolithique en bande avec sous-sol est capable de supporter des charges assez importantes et se sent bien dans les conditions climatiques les plus défavorables car elle résiste bien à l'affaissement, au dégel et aux vibrations du sol. Il s'agit essentiellement d'une bande de béton armé qui s'étend sur tout le périmètre du bâtiment. Il peut être peu profond ou encastré. La première option convient aux bains publics faits de rondins et de bois, mais la seconde concerne les hammams en brique à deux étages, qui ont un poids considérable.
Étapes de construction d'une dalle en béton armé
Le processus de construction d’une fondation monolithique est beaucoup plus simple que la construction de fondations préfabriquées. Mais il y a un point important : tous les matériaux utilisés doivent être les mêmes Haute qualité, car des exigences plus sérieuses sont imposées à une fondation monolithique. Mais inutile d’utiliser du matériel de chantier !
Étape I. Préparation du site
La première chose à faire est de bien nettoyer la zone : enlever la couche supérieure de terre avec de la végétation, pour laquelle vous pouvez louer un bulldozer.
L'épaisseur d'une telle fondation, ou plutôt d'une dalle monolithique, peut varier de 15 à 40 cm, cela dépend des caractéristiques du sol, du poids du futur bain public et de ce dont il sera rempli.
Étape II. Creuser une fosse
Habituellement, une fosse pour une telle fondation est creusée jusqu'à une profondeur de 1,5 mètre, l'argile en est extraite et remplacée par du gravier ou du sable. La surface doit être nivelée selon niveau de construction– il ne peut être question de pentes, sinon la déformation et la destruction complète de la future fondation ne peuvent être évitées.
Stade III. Pose de coffrage
Parfois, ces fondations sont construites à partir de dalles monolithiques en béton armé prêtes à l'emploi, visibles lors de la construction d'une maison à panneaux. Ils ont déjà une qualité clairement calculée, mais pour les installer il faudra faire appel à une grue et quand même réaliser une chape en béton par dessus tout. Et une telle structure ne sera plus aussi rigide qu'une dalle absolument monolithique.
Mais pour quelque chose de construit de vos propres mains, vous avez d'abord besoin d'un coffrage. Cela nécessitera des planches d'une épaisseur d'au moins 25 mm plus des biseaux. Le coffrage lui-même doit être installé avec des supports - et il est conseillé de vérifier dans un premier temps la rigidité de l'ensemble de la structure. Cela peut être fait d'un simple coup de pied - si le coffrage se brise, c'est mieux à ce stade, et non pendant le bétonnage.
Stade IV. Isolation et imperméabilisation
Ici, il convient de mentionner la technologie suédoise pour la construction d'une telle fondation - elle implique l'utilisation de matériaux thermiques et imperméabilisants modernes. Une telle base est appelée dalle isolée, qui présente d'étonnantes propriétés d'économie d'énergie avec des délais de construction courts et de faibles coûts. Parfait pour un bain russe !
Étape V. Renforcement
L'étape suivante consiste à installer les raccords. Parfois, un système de chauffage par le sol est en outre fixé à un treillis spécial.
Il est préférable de prendre un renfort de 16 mm - dans les cas extrêmes, bien sûr, vous pouvez utiliser 14 mm. Mais le calculer n'est pas si simple - il vaut mieux le faire à l'avance.
Le renfort doit être posé en croix, sur deux rangées. Cela donnera deux grilles - une par le bas, à 5 cm de la surface du coussin de sable, et la seconde par le haut, à 5 cm de la surface de la dalle de fondation. Il doit y avoir exactement 20 cm entre les barres du treillis. Vous devez tricoter le renfort avec du fil d'acier ordinaire.
Étape VI. Couler la fondation
Il doit être coulé en une seule étape, et lui-même ne doit être que d'une classe de résistance élevée - de M300 par marque, avec un coefficient de résistance à l'eau supérieur à W8 et une résistance au gel de F200 et un indice de mobilité de P3. Il y a ici un point important : tous les matériaux utilisés doivent être de la plus haute qualité, car des exigences plus sérieuses sont imposées à une fondation monolithique. Au total, il faudra au moins 20 mètres cubes de béton.
Dès que la dalle sera sèche, les sols en béton des bains publics seront complètement prêts pour la finition. C’est le plus grand avantage d’une fondation monolithique : un minimum de tracas, un maximum de résultat !
Sur les sols meubles dont le trait caractéristique est une compression accrue, la meilleure option Les fondations de la maison sont des fondations solides. Commencer les travaux de construction pour la construction d'une maison est associée à la détermination de la qualité du sol sur le chantier de construction, de la profondeur des eaux souterraines, du niveau de gel et du matériau à partir duquel la construction sera réalisée. De plus, il est nécessaire de déterminer le nombre d'étages du bâtiment, car la charge exercée directement sur la base de la maison en dépend. La construction d'une fondation solide est nécessaire dans les cas où la charge sur terrain faible assez gros. Une telle fondation est une dalle de béton monolithique située sous toute la surface du bâtiment.
Caractéristiques d'une fondation monolithique
La principale caractéristique d'une fondation monolithique solide est qu'elle peut supporter un degré de charge élevé, car la dalle est réalisée à l'aide d'un cadre renforcé qui occupe toute la surface du bâtiment. Une telle base a une surface plane et lisse et peut donc servir de sous-sol.
Pour installer une fondation solide, il est nécessaire d’ériger un coffrage et permet de réaliser une construction sur n’importe quel sol.
Même le sol en mouvement est incapable de nuire à l'intégrité de la structure, et la charge uniformément répartie permet d'ériger des bâtiments sur une telle fondation, à la fois la plus légère et la plus lourde, composée de deux étages ou plus.
L'installation d'une fondation solide est justifiée lors de la réalisation de travaux de construction de bâtiments :
- sur des sols à forte teneur en sable ;
- dans les zones humides ;
- sur les sols d'affaissement et de tourbe.
Une fondation solide est également irremplaçable dans les zones où la présence de sol proche de la surface est caractéristique.
L’utilisation de fondations solides est nécessaire lors de la construction de bâtiments dans des sols sujets à un gonflement important. Une dalle en béton armé est située sur toute la surface du bâtiment en construction et ne perd pas sa résistance et sa forme, se déplaçant, si nécessaire, avec le sol.
Travaux de construction d'une fondation solide
Tout d'abord, avant de commencer les travaux, vous devrez effectuer un calcul pour déterminer :
- épaisseur de la dalle ;
- profondeurs de pose des dalles ;
- superficie totale de base.
Afin d'augmenter considérablement la résistance du bâtiment, la superficie de sa base est augmentée d'un voire deux mètres dans chaque direction. Lors des calculs, il est nécessaire de prendre en compte la capacité portante du sol et l'augmentation de la charge due aux murs intérieurs, aux plafonds, au mobilier et aux équipements installés. Pour obtenir des résultats plus précis, ajoutez 150 kg/m2 au poids du bâtiment lui-même, puis le nombre obtenu doit être divisé par la superficie de la maison. La marque du ciment utilisé pour préparer le béton est également prise en compte.
Le ciment de qualité M500 permet d'obtenir une composition qui, une fois durcie, peut supporter une charge de 500 kg/m2 ; en conséquence, l'épaisseur de la dalle de base sera d'au moins 50 centimètres.
Grâce à des dalles en béton armé, les constructeurs reçoivent une fondation fiable et durable pour les structures à ossature légère et les bâtiments lourds à plusieurs étages.
Installation d'une fondation solide
Coulage d'une dalle monolithique Les fondations solides en béton armé sont érigées en plusieurs étapes :
- marquage du site destiné à la construction;
- érection de coffrages;
- installation d'un cadre de renfort ;
- couler du béton.
Pour construction petite maison De forme régulière, vous pouvez utiliser des dalles en béton armé prêtes à l'emploi, mais si le projet du futur bâtiment est élaboré en tenant compte des souhaits des propriétaires et que la maison a des formes et des dimensions non standard, il est alors nécessaire de couler le béton conformément aux données disponibles.
Marquage
Avant de commencer à marquer le site, vous devez préparer soigneusement le site, en vous débarrassant des débris et de la végétation. Il faudra ensuite utiliser un niveau pour obtenir une surface parfaitement plane sur laquelle seront effectués les marquages. Le transfert du plan de la future maison élaboré selon le projet à la surface de la terre nécessite l'utilisation de repères, de piquets et de lacets spéciaux. Le fil de construction ne doit pas être en nylon. Un cordon extensible n'est pas capable de conserver sa forme et sa taille, ce qui signifie que les marquages effectués seront inexacts. Regardez la vidéo sur la façon de marquer les fondations.
Une fois la fosse prête, un coussin de sable et de gravier est placé au fond, qui doit être soigneusement compacté. Des tranchées sont posées sur toute la surface de la future fondation, dont le fond est tapissé de géotextiles, puis recouvert de gravier et de pierre concassée. C'est un drainage nécessaire.
Coffrage et charpente
Le coffrage pour une fondation solide est posé, dépassant de la fosse de 20 cm sur tout le périmètre. Le fond de la fosse est recouvert d'une couche de pierre concassée dont l'épaisseur doit être d'au moins 20 centimètres, et une solution à base d'un mélange ciment-sable est coulée dessus, réalisant la première chape et créant un plat surface. Il est recouvert de matériaux d'étanchéité en rouleaux et la construction du coffrage commence. Sur tout le périmètre de la fosse, des supports sont creusés pour les planches ou les panneaux, à partir desquels le coffrage sera érigé. Les travaux sont réalisés sous contrôle de niveau. Regardez la vidéo sur la façon d'installer un coffrage pour une fondation solide.
Un treillis renforcé est posé sur la surface de la première chape, des tiges sont installées verticalement à une distance de 20 cm, auxquelles sont attachés le treillis inférieur et, plus tard, un autre treillis supérieur.
La structure est fixée à l'aide de fil recuit. Le recours au soudage va conduire à la formation de ponts favorisant le développement de la corrosion.
Couler du béton
Au début de la dernière étape des travaux, vous devez vous rappeler que pour créer une dalle en béton armé, vous pouvez commander une solution prête à l'emploi ou la préparer vous-même. Mais le temps de durcissement n'est que de 3 à 5 heures et vous n'aurez donc peut-être pas le temps de préparer vous-même le béton. Par conséquent, cela vaut la peine de dépenser de l'argent et de commander un malaxeur avec du béton prêt à l'emploi. La solution fournie est répartie sur la surface de base à l'aide d'une règle, puis compactée à l'aide d'un vibrateur.
Aucun composant métallique ne doit être visible au-dessus de la surface de la dalle finie, c'est pourquoi, à l'aide d'un niveau, avant même le début du coulage, la hauteur correspondant à l'épaisseur de la fondation est marquée sur les tiges verticales.
Des fondations de différents types peuvent être érigées sous des bâtiments de banlieue et à plusieurs étages. Par exemple, dans certains cas, des fondations en dalles solides sont coulées sous les maisons. Ces motifs, à leur tour, peuvent également être classés en plusieurs types. Avant de commencer à couler une fondation solide, bien entendu, sa conception doit être élaborée.
Nécessité de postuler
Les fondations en dalles sont l’un des types de fondations de maison les plus fiables. À cet égard, ils sont de toute façon supérieurs aux rubans et aux colonnes. Cependant, la superficie de ce type de structure est très grande. Ce sont des fondations solides – une seule dalle épaisse sous toute la maison.
La construction de telles structures est bien entendu très coûteuse. De plus, par exemple, lors de la construction d'un immeuble de faible hauteur maison de campagne les fondations de ce type, contrairement à d'autres, ne peuvent pas être remplies de béton avec des moyens artisanaux. Dans ce cas, le mortier de ciment doit être commandé prêt à l'emploi. Versé béton liquide dans le coffrage lors de la construction d'une telle fondation à partir d'un réservoir à l'aide d'un tuyau. Et cela, bien sûr, rend la construction des fondations encore plus coûteuse.
En raison de leur coût élevé, les fondations avec une dalle solide sont assez rarement construites sous les maisons. Leur construction n'est considérée comme recommandée que lorsque le bâtiment est construit sur des sols non statiques. Dans ce cas, une dalle pleine peut maintenir l’intégrité des autres structures du bâtiment lors des mouvements.
De plus, des fondations de ce type peuvent être érigées sous différents types de bâtiments de petite surface. Par exemple, les gazebos de jardin sont parfois construits sur une telle fondation. Le plus souvent, sous de telles structures, bien entendu, des fondations en colonnes sont construites. Fondation solide, cependant, dans ce cas, cela peut aussi être une bonne solution.
La dalle sous le gazebo ou la petite extension sera bien entendu de très petite taille. Si la profondeur du béton est faible, cela ne prendra pas grand-chose. De plus, il sera possible de remplir la dalle sous le gazebo sans utiliser d'équipement ni d'assistants spéciaux - manuellement à la fois.
Principaux types par méthode de remplissage
Lors de la construction de maisons, des fondations solides peuvent être érigées :
pas enterré;
peu profond;
fortement enfoui.
Le premier ne peut être utilisé que dans les zones où il n’y a pas de soulèvement dû au gel. Ils construisent exclusivement des maisons légères de petite superficie sur des fondations peu profondes. L'épaisseur de ces structures, selon le type de sol, peut varier entre 30 et 50 cm, parfois lourdes. maisons en brique. Mais l'utilisation de dalles de fondation non enterrées sous de telles structures n'est autorisée que sur des sols rocheux.
Des fondations peu profondes sont généralement érigées lors de la construction de petites maisons privées. La fosse sous eux est creusée très peu profonde. Dans la plupart des cas, lors du coulage d'une telle fondation sur une zone conformément aux marquages, la couche supérieure de sol fertile est simplement enlevée. Les fondations profondément enfouies sont construites uniquement sur des sols soulevés sous des bâtiments lourds.
Types par conception
A cet égard, on distingue des fondations solides :
monolithique;
treillis.
Le premier type de fondation est une dalle de béton ordinaire. Solide fondations monolithiques sont le type le plus simple et le plus populaire de telles structures. Mais sur des sols très peu fiables, des fondations avec raidisseurs peuvent également être installées. Ces derniers sont coulés directement sous la dalle.
Parfois, les nervures à la base du treillis peuvent être dirigées vers le haut. Dans ce cas, les murs du bâtiment y sont érigés en utilisant à peu près la même technologie que sur des fondations en bandes. En utilisant ce type de fondation solide dans un bâtiment, il est entre autres possible d'aménager un sous-sol. C’est ainsi que sont souvent coulées, par exemple, les fondations en dalles profondes.
Conception
Lorsque vous développez des dessins d’une fondation solide, vous devez bien entendu tout d’abord décider de son épaisseur. Lors de la construction d'immeubles urbains de grande hauteur, ces calculs sont effectués exclusivement par des spécialistes utilisant différents types de formules.
Dans la construction individuelle, une conception de fondation solide en béton armé pour une petite maison peut être développée indépendamment. Dans ce cas, vous n’aurez probablement même rien à calculer. Il existe des indicateurs standards pour l'épaisseur de ces fondations pour certains types de bâtiments, qui peuvent être utilisés comme guide dans le processus d'élaboration d'un projet.
Ainsi par exemple :
les gazebos et extensions lumineuses sont érigés sur des fondations solides de 100 à 150 mm d'épaisseur ;
sous les maisons privées à ossature légère, ainsi que les maisons en rondins et en pavés à un étage, les fondations de ce type sont le plus souvent coulées à une profondeur de 200 à 300 mm ;
sous structures en béton ou avec des bâtiments en brique ou en rondins à deux étages, des fondations solides d'une épaisseur de 250 à 350 mm sont érigées ;
sous les maisons à deux ou trois étages en brique ou en béton, il est nécessaire de couler les fondations en dalles à une profondeur de 300 à 400 mm.
Collecte de charges
Si vous le souhaitez, bien sûr, vous pouvez effectuer indépendamment un calcul plus précis des fondations solides lors de la construction d'une maison de campagne. La collecte des charges lors du coulage d'une telle structure est déterminée en tenant compte :
non pris en compte sur les sols sableux ;
sur les argileux, il est divisé en deux ;
sur les sables mouvants, il est entièrement pris en compte.
pression constante du toit, des plafonds, des murs, etc. ;
charges temporaires - neige, meubles, personnes.
La charge permanente est calculée en fonction des matériaux utilisés pour assembler les structures du bâtiment et de leurs paramètres. Selon les normes, la masse des murs doit être prise en compte moins les ouvertures.
Le poids de la dalle elle-même lors des calculs de fondations solides :
La charge temporaire de neige sur la fondation est déterminée selon le tableau 10.1 SP. Dans ce cas, le paramètre est pris pour cette zone spécifique. Les charges uniformément réparties pour les bâtiments résidentiels sont supposées être de 150 kg/m2. Le poids des objets très lourds censés être placés dans la maison est pris en compte séparément.
Sélection de matériaux
La collecte des charges sur de telles fondations est donc calculée exactement de la même manière que sur les fondations en colonnes et fondations en bandes. Une fondation solide, comme toute autre, est coulée dans la plupart des cas, bien entendu, à partir d'un mélange de béton. Après avoir déterminé l'épaisseur d'une telle fondation, vous pouvez facilement calculer la quantité de matériau nécessaire à sa construction.
Le béton pour la construction de fondations solides est généralement utilisé dans les qualités B15-B25. Vous pouvez bien sûr couler les fondations des dalles en utilisant un mortier de meilleure qualité et plus durable. Cependant, cela est généralement considéré comme peu pratique en raison du coût accru des travaux. L’un des avantages incontestables des fondations en dalles est dans tous les cas une résistance accrue.
En plus du béton, pour construire une telle fondation, vous aurez également besoin de matériaux tels que du sable, des barres d'armature et de l'imperméabilisation. Pour assembler le coffrage, vous devrez préparer des planches. Utiliser pour créer un moule verseur base de dalle Selon les normes, les maisons nécessitent du bois d'une épaisseur d'au moins 30 mm. Avant de couler la solution, il est recommandé de recouvrir les planches de coffrage d'un film plastique.
Béton et renfort
Calculez la quantité de matériau nécessaire pour remplir une telle base, en plus de l'épaisseur de la dalle, en tenant compte du fait que :
sur les bords, les fondations doivent dépasser du bâtiment d'au moins 10 cm ;
les tiges de renfort de la dalle doivent être 6 cm plus courtes que celle-ci ;
les tiges sont installées lors du coulage par incréments de 40 cm ;
le coussin de sable doit également dépasser de 10 cm le bâtiment ;
Lors du coulage, le matériau imperméabilisant est posé avec une petite marge.
Il est conseillé d'utiliser du feutre de toiture comme agent imperméabilisant pour couler une telle fondation.
Demande de service
Les fondations des dalles sont coulées en plusieurs étapes. Une fosse de la profondeur prévue est d'abord creusée sur le site.
À l'étape suivante, lors de l'aménagement d'une fondation en dalle solide, un cadre de renforcement à plusieurs niveaux relié à l'utilisation de fil est installé sur le coussin de sable. Pour que le maillage volumétrique apparaisse ensuite dans l'épaisseur du béton, des supports spéciaux en plastique ou des barres de 5 cm d'épaisseur sont d'abord placés au fond de la fosse.
Au stade final, le béton du réservoir est coulé dans la fosse. Au cours du processus de pose du mélange, tous les défauts apparus sont éliminés manuellement. De temps en temps, la couche de béton de la fosse est percée avec des pelles pour éliminer les bulles d'air. Au stade final, nivelez soigneusement la surface de la dalle.
Pour remplir une fondation solide en treillis, des tranchées longitudinales sont creusées dans la fosse avant de les remplir de pierre concassée. Le béton qui y est coulé forme ensuite des nervures.
La dernière étape
Une fois la fondation coulée, il est conseillé de recouvrir la dalle d'un film plastique. Par la suite, la dalle doit être périodiquement humidifiée avec de l'eau pendant 2 semaines. Cela évitera l'apparition de fissures en surface. Il est permis d'ériger des murs sur une telle fondation, comme sur toute autre, seulement après la maturation complète du béton. C'est-à-dire environ 28 jours après la coulée.