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si vous connaissez votre capacité portante du sol, suivre ces lignes directrices pratiques garantira des semelles solides

par Brent Anderson P. E.

sous chaque maison est une fondation, et sous la plupart des fondations sont des semelles.La plupart du temps, nous tenons les semelles pour acquises, et généralement nous le pouvons: pour typicalsoils, un pied commun de 16 ou 20 pouces de large peut plus que supporter le poids relativement léger d’une maison ordinaire.,

d’autre part, si vous construisez sur un sol argileux tendre ou s’il y a une zone molle sous une partie de votre fondation, il peut y avoir des problèmes. Une semelle qui fonctionne bien dans un bon sol peut ne pas faire aussi bien dans des conditions de roulement faibles. Nous ne voyons pas souvent l’échec pur et simple, mais il n’est pas rare de voir un règlement excessif lorsque la capacité portante du sol est faible.

Si toute la maison s’installe lentement et uniformément, un règlement supplémentaire n’est pas grave; mais si le règlement est inégal (règlement différentiel), il pourrait y avoir des dommages., Une maison à ossature avec un revêtement en bois et des intérieurs de cloisons sèches peut probablementmancher jusqu’à 1/2 pouce de mouvement de fondation différentiel, mais même 1/4 pouce de décantation inégale suffit à provoquer des fissures dans la maçonnerie, les carreaux ou le plâtre.

Ce sont les situations inhabituelles qui causent le plus de problèmes. Lorsque le pied est décentré de sorte que le mur manque son roulement, lorsque vous rencontrez une zone molle sur le site ou lorsque le pied est sous-dimensionné, le constructeur fait face à un jugement. Si vous pensez qu’il y a un problème à venir, vous savez que vous devriez arrêter et appeler un ingénieur., Mais si le risque est faible, vous aimeriez garder le travail en mouvement.

dans ces cas difficiles, il est utile de comprendre la résistance portante du sol et les raisons qui sous-tendent les règles de conception des semelles. Dans les sols très forts, les minormistakes ne sont probablement pas un gros problème. Dans les sols faibles ou marginaux, cependant, il est préférable d’être très prudent some certaines des solutions proposées par les entrepreneurs peuvent ne pas vraiment fonctionner.

je suis un ingénieur-conseil ainsi qu’un entrepreneur, et je suis appelé à beaucoup de situations problématiques. Je trouve que les gens comprennent mieux les problèmes s’ils ont des connaissances de base., Pour le bénéfice des constructeurs dans le domaine et au risque de simplifier à outrance, je vais utiliser un langage non technique dans cet article pour expliquer brièvement un peu comment fonctionnent les semelles et présenter certaines idées pour faire face à des situations spéciales. Lorsque vous examinez les solutions Irecommande, Cependant, gardez à l’esprit que le sol à haute capacité portante est supposé.Chaque fois que vous êtes dans le doute sur le sol sous votre fondation, vous seriez sage toget aide professionnelle.,

pourquoi les sols sont importants
En plus de fournir une plate-forme de niveau pour les formes ou la maçonnerie, les semelles supportent le poids de la maison afin que le sol puisse supporter la charge. Les charges s’étendent à l’intérieur de la semelle elle-même à un angle d’environ 45 degrés, puis s’étendent dans le sol à un angle plus raide, plus proche de 60 degrés de l’horizontale (voir Figure 1).

la Figure 1. Au fur et à mesure que la charge sous un pied s’étend, la pression sur le sol diminue. Le soldirectement sous la semelle prend la plus grande charge, et devrait donc êtreà fond compacté.,

parce que la charge s’étale, la pression sur le sol est la plus grande à droite. Au moment où nous descendons en dessous du pied une distance égaleà la largeur du pied, la pression du sol unitaire a chuté d’environ la moitié. Godown la même distance à nouveau, et la pression a chuté des deux tiers. C’est donc le sol juste sous la semelle qui est le plus critique — et aussi,généralement, le plus maltraité.

lorsque nous creusons pour les semelles, les dents sur le seau remuent le sol et mélangent de l’air dedans, diminuant sa densité. En outre, le sol du remblai peutse jeter dans la tranchée., Ce sol meuble a beaucoup moins de capacité portante que le sol original. C’est pourquoi il est si important de compacter le fond de la tranchée (utilisezun compacteur à plaques vibrantes pour les sols de sable ou de gravier, et un compacteur sauteur pour le limon ou l’argile). Si vous ne compactez pas ce sol, vous pourriez obtenir 1/2 pouce de tassement dans les 6 premiers pouces de sol.

Si vous creusez trop profondément et remplacez le sol pour récupérer le sol, vous ajouterez du sol qui s’est dilaté jusqu’à 50%. Sous charge, il seraconsolider et provoquer une décantation., Ainsi, lorsque vous remplacez du matériau dans la tranchée,compactez-le soigneusement ou utilisez du gros gravier. Un pouce et demi ou largergravel est pratiquement auto-compactant que vous le placez. Sous le poids d’une maison en bois, il ne s’installera pas à un degré significatif.

les types de Sols et de roulement. Le type et la densité des nativesl’huile est également importante. Le code international du bâtiment, comme le code CABO qui le précède, énumère les forces portantes présumées pour différents types de sols (voir »capacités portantes du sol » ci-dessous)., Les sols très fins (argiles et limons) ont généralement des capacités inférieures aux sols granulaires grossiers (sables et graviers).,iv id= »be24341263″>

cependant, certaines argiles ou limons ont une capacité portante supérieure aux valeurs des tables de codes. Si vous avez fait un test de sol, vous pourriez découvrir que vous avezune argile plus dense avec une résistance portante beaucoup plus élevée. Le compactage mécanique du sol peut également augmenter sa capacité portante.

Vous pouvez avoir une assez bonne idée de la capacité portante du sol dans le fond de la tranchée à l’aide d’un pénétromètre à main (Figure 2)., Cet appareil de poche est une sonde à ressort qui vous estime la pression à laquelle le sol peut résister et est calibré pour donner des lectures en tonnes par pied carré. À mon avis, chaque entrepreneur et inspecteur en bâtiment devrait en avoir un these cela peut vous aider à éviter beaucoup de problèmes.

Figure 2. L’auteur vérifie la densité du sol dans une tranchée de pied à l’aide d’un apénétromètre. La résistance du sol directement sous la semelle, où les charges sontconcentrées, est cruciale pour la performance de la fondation.,

dimensions des semelles
alors, comment la capacité portante du sol se rapporte-t-elle à la taille des semelles? Le footingtransmet la charge dans le sol. Plus la capacité portante du sol est faible,plus la semelle doit être large. Si le sol est très fort, le pied n’est même pas strictement nécessaire just juste le sol sous le mur suffirait pour maintenir le bâtiment.,r>

8-Inch Solid or Fully Grouted Masonry 1-story 2-story 3-story Source: Table 403.,1; CABO One – And Two – Family Housing code; 1995.

Vous pouvez rechercher la taille de pied recommandée, en fonction de la taille et du type de maison et de la capacité portante du sol (voir le tableau ci-dessus). Comme vous pouvezvoir, les maisons lourdes sur un sol faible ont besoin de semelles de 2 pieds de large ou plus. Mais les bâtiments les plus légers sur le sol le plus fort nécessitent des semelles aussi étroites que 7 ou 8 pouces. Sous un mur de 8 pouces d’épaisseur, c’est la même chose que de dire que vous n’avez pas de tir.,

Ces chiffres proviennent d’hypothèses sur les poids des matériaux de construction et les charges vivantes et mortes sur les toits et les planchers. La capacité portante admissible du sol sous la semelle doit être égale à la charge imposée par la structure.En lisant le tableau, vous voyez que le code exige un pied de 12 pouces de large sous une maison à ossature de bois de deux étages dans un sol de 2 500 psf., Un pied de 12 pouces est de 1 pied carré de surface par pied linéaire,donc le code dit que la proportion d’une maison en bois de deux étages qui porte sur les murs extérieurs pèse environ 2 500 livres maybe peut-être un peu conservatrice, mais raisonnable. Le même sizefooting est appelé sous une maison d’un étage si elle a le placage de brique-thebrick est supposé peser autant qu’un deuxième étage entier.,

Si vous aviez un ingénieur qui concevait la semelle en fonction des nombres d’essais de sol et de vos empreintes, il additionnerait les poids réels du béton, du bois et de la brique que vous utiliseriez dans votre bâtiment, tiendrait compte des charges réelles requises et arriverait avec une estimation du poids que votre maison réelle met sur la semelle. Il pourrait être un peu moins ou un peu plus que ce que le code suppose., Ensuite, il prendrait la force portante connue du sol-ce qu’un pied carré du sol peut betrusted pour soutenir-et concevoir la semelle de sorte que la surface sous le footingmultiplied par la force portante du sol égalerait ou dépasserait la charge réelle.

en pratique, vous n’avez pas à faire cette ingénierie sur la plupart des maisons. Le montant que vous différeriez d’un pied standard conforme au code ne vaut pas la peine d’être inquiété. Sauf si vous avez des murs de soutènement ou une autre situation particulière, les frais d’un ingénieur ne sont probablement pas justifiés.,

dans tous les cas, je ne recommanderais pas aux constructeurs de réduire leur taille standard, même s’ils savent qu’ils construisent sur un sol solide. Indépendamment des exigences de support, les maçons et les entrepreneurs en murs coulés veulent des semelles pour leur bloc ou leurs formes. Mais la leçon à tirer est que lorsque les sols sont très solides (capacité de 4 000 psf ou mieux), les semelles peuvent ne pas être nécessaires du point de vue du roulement. Cela signifie qu’il est moins important, par exemple, si le mur est correctement placé au centre de la semelle.,

correctifs pour les semelles mal placées
Il est parfois difficile de positionner les semelles dans la tranchée, de sorte que les entrepreneurs voient souvent des murs qui ne sont pas au centre de la semelle (Figure 3). Le mur de fondation doit être situé correctement pour soutenir la maison, bien sûr, de sorte qu’il a été placé décentré sur le pied.

Figure 3. Ce pied mal placé a fait que le mur de fondation tobe décentré. Si le sol est très fort, cela peut ne pas entraîner de problèmes., Si le pied est sur un sol plus faible cependant, l’auteur recommandera qu’il soit fixé.

Dans un bon sol porteur, Je ne serais pas trop préoccupé par cette fondation pour les charges impliquées dans une simple maison à ossature de bois. La pleine largeur du pied n’est pas nécessaire pour supporter les charges de toute façon; vous pouvez verser le mur directement sur le bord de la semelle et avoir encore assez de soutien., Cependant, si vous commencez à aller sur le bord et que le mur dépasse le pied sur le côté ou à l’extrémité, vous commencez à appliquer une force de rotation que le pied n’est pas conçu pour gérer. Dans ce cas, vous devriez penser à impliquer anengineer. (Si vos sols sont relativement mous, le risque est mêmeplus grand.)

en tant qu’ingénieur, on m’a demandé de recommander des solutions dans les cas où la semelle a été placée de manière à ce que le mur, une fois coulé, s’étende réellement au-delà. Mes suggestions sont différentes dans les sols forts que dans les sols moyens ou inférieurs à la moyenne (Figure 4)., Dans les sols dont la capacité portante est supérieure à environ 4 000 psf, je suggère d’excaver à côté de la semelle et sous celle-ci, et de placer du gros gravier compacté dans l’espace. Cela devrait être suffisant pour soutenir le mur. S’il y a une rainure de clavette dans le mur, remplissez-la, et s’il y a de l’acier projetant de la semelle, coupez-la. Percez des trous et de l’acier époxy dans la semelle pour attacher le mur à la semelle, puis formez et coulez le mur. Dans les sols plus faibles, vous devez augmenter la semelle elle-même avec de l’acier et du béton., Creusez avant, mais au lieu d’utiliser du gravier, percez sur le côté de la semelle et des chevilles en acier époxy, puis placez le béton pour étendre la semelle à la bonne largeur.

la Figure 4. Dans strongsoils, une erreur dans la disposition des pieds peut être corrigée en plaçant du gravier pour soutenir le mur (en haut). Dans les sols plus faibles, l’auteur recommande de coulerun pied augmenté le long du pied existant (ci-dessus), relié par des chevillesépoxy dans le côté du pied existant., Assurez-vous de remplir toutes les encoches dansla semelle et couper les chevilles en acier existantes qui manqueront le mur.

dans les sols plus faibles, vous devez augmenter la semelle elle-même avec de l’acier et du béton. Creusez comme avant, mais au lieu d’utiliser du gravier, percez sur le côté de la semelle et des chevilles en acier époxy, puis placez du béton pour étendre la semelle à la bonne largeur.

S’étendant sur un point faible
certains sites ont des points faibles occasionnels dans un sol autrement bon., Vous généralementdécouvrez de tels endroits lorsque vous conduisez des piquets pour les formes de pied you Vous Hita pieu et il disparaît à peu près d’un seul coup. Peut-être y a-t-il une couche d’argile molle qui s’élève d’un vieux fond de Lac à un angle et croise simplement votre tranchée à un ou deux endroits. Si un piquet s’enfonce facilement sous la pression de la main, il y a lieu de s’inquiéter (Figure 5).

Figure 5. Si un piquet de forme s’enfonce trop facilement, le sol peut être trop mou.,Pour les points faibles localisés, l’auteur recommande d’élargir le pied. Dans les zones humides et boueuses, il recommande de compacter de gros pavés dans la boue pour fournir un roulement.

vous devrez peut-être creuser au-delà du point faible et placer une semelle plus profonde,puis verser un mur plus haut. Ou vous devrez peut-être pier vers le bas à travers le materialto doux obtenir une incidence sur le bon matériel. Une autre option consiste à excaver la terre molle et à la remplacer par du gravier compacté ou du béton à faible résistance, également appelé »remblai Maigre » (voir « un traitement rapide des sols à problèmes », 1/00).,

mais dans de nombreux cas, élargir la base est la solution la plus simple. Si vous avez une semelle de 16 pouces,l’augmenter à 32 pouces double votre surface portante, ce qui rend la semelle adaptée au sol avec la moitié de la capacité.

Si vous augmentez la largeur de la semelle, le code nécessite également une épaisseur accrue (Figure 6). C’est parce qu’une semelle trop large et pas assez épaisse subira une force de flexion qui pourrait fissurer le béton. La projection de la semelle de chaque côté du mur n’est pas censée être supérieure àla profondeur de la semelle.,

la Figure 6. Lorsque le tir doit être élargi pour augmenter la capacité de roulement, il doit également être renforcé ou approfondi. Une semelle non renforcée trop large peut se fissurer près du mur, surchargeant le sol en dessous. Sans renforcement, les codes indiquent lel’épaisseur de la semelle doit être au moins aussi grande que la distance à laquelle elle est projetée à côté du mur. Comme alternative, l’auteur recommande la barre transversale (transversale) # 4 à 12 pouces O. C.

ainsi, par exemple, un pied de 32 pouces de large sous un mur de 8 pouces devrait avoir au moins 12 pouces d’épaisseur., Au lieu de cela, cependant, vous pouvez renforcer la semelle avec de l’acier transversal (en cours d’exécution dans le sens transversal, pas le long de la semelle). Dans la plupart des situations résidentielles ,la tige # 4 à 12 pouces O. C. sera suffisante pour des semelles de 8 pouces d’épaisseur jusqu’à 4 pieds de large. L’acier doit être placé à environ 3 pouces du bas du tir.

même si beaucoup d’entrepreneurs le font, une chose qui ne vous aidera pas à trouver un point faible dans le sol est d’ajouter plus d’acier le long de la longue dimension de la semelle. Jeter plus d’acier longitudinal dans une semelle dans cette situationest juste une perte de temps et d’argent., Si vous allez ajouter de l’acier dans le sens de la longueur, mettez-le là où cela fera du bien: dans le mur, pas la semelle. Tout comme un 2×12 onedge est beaucoup plus fort qu’un 2×4 sur le plat, l’acier en haut et en bas d’un mur de 8 pieds ou 9 pieds fait beaucoup plus de travail que l’acier placé dans un pied skinnylittle (Figure 7). Un mur avec deux barres #4 en haut et deux au bas peut s’étendre sur une petite zone douce sans problème.

la Figure 7. Acier dansle MUR a un effet plus important que l’acier placé dans la semelle., Dans le mur,les barres d’acier sont près de 8 pieds de distance, alors que dans un pied d’égalité, les bars sont à seulement fewinches un de l’autre; plus l’espacement, le mieux l’effet.

eau dans L’Excavation
lorsque vous travaillez dans une zone avec une nappe phréatique perchée pendant la saison des pluies, vous trouvez parfois de l’eau souterraine se déplaçant dans votre Tranchée. Si le débit est assez lent pour que vous puissiez pomper l’eau sans qu’elle ne retombe, alors c’est la meilleure solution. Vous pouvez placer du béton dans jusqu’à 1 pouce d’eau-le béton est 2 1/2 fois plus lourd que l’eau, et il déplacera l’eau., Vous voudrez peut-être épaissir les semelles dans ce cas, car le fond du béton peut absorber de l’eau et être un peu plus faible que la normale.

Mais si le sol est meuble et poreux, et que l’eau et le sol continuent de revenir dans la tranchée pendant que vous pompez l’eau, utilisez de gros agrégats pour construire la tranchée. Pour cela, les grosses pierres ou pavés-roche de 2 1/2 pouces ou 3 pouces de diamètre – sont les meilleurs (Figure 8).

la Figure 8., Quandl’eau est mise en commun dans la tranchée, l’auteur recommande de placer de gros pavés dansle fond de la forme et de les compacter dans la boue. La boue et l’eau peuvent remplirles espaces entre les pierres, mais le contact entre les pierres fournira bearing.Be assurez-vous d’utiliser un mélange de béton rigide lorsque vous coulez les semelles.

lorsque vous formez les semelles, placez suffisamment de grosses pierres dans la zone humide et muckyz pour vous lever au-dessus de la nappe phréatique. Compactez la pierre dans la boue, puisversez votre pied., Le grand agrégat permet à la boue de se remplir dans le porespace, mais tant que tous les morceaux de pierre sont en contact les uns avec les autres,la pierre peut toujours transférer la charge.

Si la pierre est empilée si haut dans les formes que votre semelle devient dentée (moins de 4 pouces d’épaisseur), placez des barres d’armature transversales pour la renforcer, comme indiqué à la Figure 6 (assurez-vous que les semelles sont suffisamment épaisses pour couvrir l’acier d’au moins 3 pouces).,

changements D’élévation
Il est assez courant qu’un mur court s’attache à un mur haut, en particulier dans le Nord, où la plupart des maisons ont des sous-sols pleins, mais les garages ont juste des murs de givre courts. Le code demande des semelles continues en tous points (Figure 9). Mais cette partie du code Date de l’époque où les fondations étaient faites principalement avec des blocs de béton, pas de béton coulé. Les murs de fondation en maçonnerie ont une capacité d’enjambement noreal, ils doivent donc être abaissés lorsque les élévations changent.,

Figure 9. Les semelles étagées sont utilisées lors de changements d’altitude dans les fondations en maçonnerie, mais peuvent ne pas être nécessaires pour les fondations en béton coulé.

Les murs en béton, quant à eux, peuvent être renforcés avec de l’acier pour couvrir les ouvertures. Cela signifie que les semelles peuvent être discontinues, passant du pied 4 à l’élévation de 8 pieds ou 9 pieds. Le mur le plus court peut s’étendre sur la distance(Figure 10).,

Figure 10. Un court mur en béton armé a été formé et coulé àpan la distance entre son pied et le mur adjacent (la tranchée sera remplie comme d’habitude).

Le béton doit être renforcé de manière appropriée. Une situation typique de la maison, où un mur de gel de garage de 4 pieds doit s’étendre sur 4 pieds ou moins et s’attacher à la fondation principale, nécessite deux barres #4 en haut du mur et deux barres #4 en bas., L’acier doit s’étendre de 3 pieds dans la paroi principale et de 3 pieds dans la paroi plus courte au-delà du point de départ de la semelle (Figure11).

la Figure 11.Les semelles discontinues fonctionnent bien pour les murs en béton, qui peuvent être renforcés pour prendre les charges. Une situation typique où un stemwall de garage bute sur un mur de base principale peut être manipulée en renforçant la courte section de mur qui étend l’ouverture avec deux barres #4 en haut et en bas, s’étendant de 3 pieds dans chaque section de mur adjacente au-dessus de la semelle., Cette solution est limitée à une portée maximale de 4 pieds et à un changement d’élévation maximal de 5 pieds. Si les murs sontà angle droit, les barres d’armature doivent être pliées en conséquence.

pour ce détail, les semelles sont formées et coulées comme d’habitude. Lorsque vous formez les murs, le fond des formes doit être recouvert d’un morceau de bois où les formes passent sur un espace vide. Dans le pays des termites, ce bois doit être décapélorsque les formes se détachent.

Brent Anderson est ingénieur-conseil et entrepreneur en béton qui siège au Comité de L’American Concrete Institute 332, Béton résidentiel.,
Cet article a été fourni par www.jlconline.com. JLC-Online est produit par les éditeurs et les éditeurs du Journal of Light Construction, un magazine mensuel au service des constructeurs résidentiels et commerciaux légers, des rénovateurs, des concepteurs et d’autres professionnels du commerce.