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T S E T E D L T A N I E C R M E U T C M N O M E D O M C E L E U C I E F S É L N E É N NON B E PERSON G A S U ' OUR L


TEXTE DE COURS

PREMIERE PARTIE

LES FONDATIONS

Nous voici maintenant au cœur de notre sujet, c'est-à-dire la connaissance de votre futur produit. Les chapitres précédents vous ont familiarisé avec le milieu de la construction et les types de bâtiments qui peupleront désormais votre quotidien. Nous verrons maintenant toutes les caractéristiques techniques des bâtiments.

Nous ne vous demandons pas de retenir tous les détails qui suivent, mais ce module est une base pour comprendre les chapitres suivants. Il serait difficile d'aborder, exemple la toiture, sans avoir préalablement parlé des fondations.

La structure du bâtiment comprend donc :  les fondations (appelées « solage »)  les murs extérieurs et intérieurs et les murs porteurs  /es planchers  la structure du toit

La construction d'un bâtiment commence par l'érection de sa structure à laquelle on vient greffer des éléments pour la rendre habitable. Selon vous, quels sont ces éléments?

Si vous avez répondu : porte, fenêtre, isolation, revêtement, électricité, plomberie, etc., vous avez réussi. Nous verrons ces éléments dans les modules subséquents

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A)

Le rôle et importance du sol

Pour que les maisons ne ressemblent pas à la Tour de Pise, il faut que le sol sur lequel on projette de construire ait les propriétés nécessaires pour : 

empêcher que les fondations ne s'enfoncent

prévenir le soulèvement (ou la déformation) des fondations sous l'action du gel ou des mouvements de l'eau dans le sol

Vous comprendrez donc l'importance de procéder à des analyses de sol avant de construire. À cette fin, on fera appel à un spécialiste nommé géotechnicien, tel que nous l'avons vu au chapitre 1, première partie. Les caractéristiques des sols étant principalement fonction de la grosseur et de la répartition de leurs grains (leur granulométrie), ce sera leur principal critère de classement. On distingue :  Les graviers, sol à grains grossiers;  Les sables, sol à grains un peu plus fins;  Les silts, dont les grains sont encore plus fins;  Les argiles, sols très étanches et aux grains très fins;  La terre organique, sol contenant des matières organiques telles que des racines;  Le roc.

La qualité du sol sera étudiée en fonction de plusieurs critères tels que :  Sa capacité portante (sa capacité à supporter le bâtiment). Les sables et graviers ont, en général, une bonne capacité portante. Le roc s'avère, bien sûr, le type de sol le plus adéquat pour supporter un bâtiment. Mais lorsque le roc se trouve à une bonne profondeur sous la surface, il faudra concevoir les fondations appropriées selon le type de sol où on veut construire.  Sa compacité. Un sol qui n'est pas bien compacté se tassera lorsque l'on y appliquera le poids du bâtiment. C'est pourquoi les sols de remblais (terre de remplissage pour remplir, par exemple, une ancienne carrière) ou les anciens sites d'enfouissement (dépotoirs), s'avèrent de mauvais sols et nécessiteront des fondations particulières.

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 Sa perméabilité et sa réaction au contact de l'eau. Les sables et graviers sont perméables (ils laissent facilement s'écouler l'eau) et seront donc très stables. Par contre, les sols qui contiennent beaucoup d'eau, comme l'argile, auront tendance à gonfler sous l'action du gel; en période de sécheresse, ils perdront leur eau et deviendront plus fragiles.

B)

La répartition du poids du bâtiment sur le sol

Lorsque le type de sol et sa capacité portante sont connus, il faut construire les fondations adéquates pour bien répartir le poids du bâtiment sur le sol. À cette fin, on utilise trois méthodes : a) les semelles b) les fondations de type radier ou fondations flottantes c) les pieux

a) Les Semelles (figures 2.1 et 2.2) La semelle est le support le plus utilisé pour répartir le poids d'une habitation résidentielle. Elle se trouve sous tous les murs et colonnes et sert à répartir le poids du bâtiment (incluant celui des fondations) sur une surface suffisamment large pour éviter que le poids du bâtiment ne dépasse la capacité portante du sol. Comme elle court sous les murs, on l'appelle souvent semelle filante. La semelle apparaît comme un élargissement du mur de fondation et joue un peu le même rôle que les raquettes que l'on chausse pour éviter d'enfoncer dans la neige. Lorsque les fondations sont construites en ligne avec la limite de propriété, les semelles seront décentrées pour éviter qu'elles ne dépassent sur la propriété voisine; on parle alors de semelles excentriques.

b) Les fondations de type radier ou fondations flottantes (figure 2.3) Utilisées plus rarement, les fondations de type radier, que l'on appelle également flottantes, agissent comme un radeau. Le poids du bâtiment est réparti sur une grande dalle, comme si toute la dalle du plancher reposant sur le sol servait de semelle.

c) Les pieux (figure 2.4) Lorsque le sol a une très faible capacité portante, il faut plus que des semelles. On utilise alors souvent des pieux. Les pieux permettront d'asseoir les fondations sur un sol plus profond et plus résistant (souvent le roc) ou bien on utilisera la friction entre le pieu et le sol environnant pour stabiliser les fondations. Il existe également des mini-pieux en forme de vis, utilisés parfois comme solution alternative aux piliers soutenant les balcons ou les bâtiments secondaires.

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Figure 2.1 Semelles filantes

Figure 2.3 Fondation flottante

Figure 2.2 Semelles excentriques

C)

Figure 2.4 Pieux

La protection contre l'eau et l'humidité

Les fondations doivent être protégées contre les infiltrations d'eau et l'humidité. Pour contrôler ces deux éléments, il faut :  Installer un drain autour des fondations  Ce drain en argile ou en plastique et recouvert de pierres, appelé communément «drain français», aura pour effet d'abaisser la nappe d'eau (nappe phréatique) autour du bâtiment et de recueillir toute l'eau de surface qui pourrait s'infiltrer par le sol lors d'une pluie ou de la fonte des neiges. Il est relié à l'égout pluvial de la municipalité ou à un fossé de drainage.

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 Imperméabiliser les fondations et les dalles de plancher des sous-sols Tous les matériaux, y compris le béton, ont une certaine porosité et peuvent laisser pénétrer une certaine quantité d'eau à l'intérieur du bâtiment. Les fondations seront donc généralement recouvertes d'enduit asphaltique. La dalle de sous-sol, quant à elle, sera protégée par en dessous, par du polyéthylène.  Éloigner l'eau de surface des fondations en donnant une bonne pente au terrain.  Installer des gouttières qui recueilleront l'eau du toit et qui l'éloigneront des fondations.

Plusieurs maisons anciennes (d'avant les années 50-60) étaient construites sans imperméabilisant sur les fondations et sans drain français. Vous avez probablement connu des habitations dont les fondations laissaient s'infiltrer l'eau lors de la fonte des neiges au printemps. Il existe plusieurs correctifs possibles mais le plus efficace, dans ce cas, serait d'excaver autour des fondations, d'y appliquer un imperméabilisant asphaltique et, si possible, d'y ajouter un drain français raccordé sur le réseau d'égout.

Descente de gouttière orientée pour éloigner l'eau de pluie Pente d'égouttement du sol pour éloigner l'eau des fondations Enduit asphaltique sur la partie souterraine des fondations Pierre concassée pour filtrer l'eau vers le drain de fondation Drain de fondation (drain français) Base des semelles sous le niveau du gel (en général 1.4 m. sous la surface)

Figure 2.5 - Protection contre l'eau, l'humidité et le gel

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D)

La protection contre le gel

Le gel peut endommager gravement les fondations. Une fondation risquera d'être affectée par le gel si le sol est d'un type qui retient l'eau (comme les sols argileux) et si le gel descend plus profondément dans le sol que le niveau des semelles. En gelant, le sol gonflera et pourra provoquer:  soit des poussées latérales sur le mur de fondation, causant même parfois la fissuration du béton  soit le soulèvement des fondations sous l'effet du gel qui pourrait survenir sous les semelles

Les moyens à prendre pour éliminer les risques de gel consisteront donc à :  éloigner l'eau autour des fondations (par l'installation d'un drain français et en donnant une pente légère au terrain vers l'extérieur)  enfouir les semelles dans le sol sous le niveau du gel; en général, au Québec, la norme est de 1.4 mètre (4 pi - 6 po) sous le niveau du sol et davantage dans certaines municipalités (régions nordiques)

E)

Les types de fondations

Le choix du type de fondations qui supportent un bâtiment dépend des conditions de terrain et de l'usage que l'on veut faire du sous-sol . Les résidences d'aujourd'hui sont bâties :  avec des fondations continues ceinturant toute la maison et abritant un sous-sol pleine hauteur; c'est le type le plus courant car il permet d'obtenir, à peu de frais, un espace habitable de la même superficie que la maison; (figure 2.6)  avec des fondations continues et un sous-sol de service d'hauteur réduite; c'est ce qu'on appelle un vide sanitaire; (figure 2.7)

 avec une dalle sur le sol. On a alors des fondations continues sur tout le pourtour de la maison, mais sans sous-sol; (figure 2.8)

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F)

Les matériaux utilisés pour la construction des fondations

Les matériaux que l'on utilise pour ériger des fondations doivent être assez forts pour supporter le poids du bâtiment tout en résistant à la pourriture. Nous verrons ici : a) le béton et le béton armé b) les pierres cimentées ou empilées c) les blocs de ciment

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a) Le béton et le béton armé Le béton est, vous vous en doutez, le matériau le plus couramment utilisé de nos jours pour la construction des fondations. Le béton est un mélange de ciment Portland, d'eau et d'agrégats. On le dit «armé» lorsque l'on y ajoute de l'acier d'armature pour augmenter sa résistance.

Les murs en béton ont une épaisseur de 20 à 25 cm (8 ou 10 po). Les dalles de plancher auront généralement 10 cm (4 po) d'épaisseur. La partie hors-sol des murs de fondation est souvent recouverte d'un crépi de ciment; ce crépi n'a généralement qu'un rôle esthétique et peut présenter des fissures qu'il ne faut pas confondre avec les fissures de fondation.

Sous-plancher en contreplaqué Solives de plancher Lisse d’ancrage

Béton 20 à 25 cm Sur semelle

Drain français

Figure 2.9 – Fondations du béton

Dale de béton 100mm Sur pierre concassée et polyéthylène

b) Les pierres cimentées ou empilées Les bâtiments plus anciens reposent souvent sur des pierres empilées les unes sur les autres, d'une épaisseur avoisinant les 60 cm (24po), et cimentées entre elles par des mortiers de différent es compositions.

Les fondations en pierres peuvent très bien résister aux années si elles ont été bien réalisées. Cependant, les joints de mortier constituent, à coup sûr, le point faible de ce type de fondations, car ils sont vulnérables à l'humidité du sol.

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Solives encastrées dans la pierre ou poutres espacés de 1 à 1,2 m

Sous-plancher en planches

Pierre cimentée épaisseur 60 cm environ

Figure 2.10 – Fondations en pierre

Terre ou dalle de béton

c) Les blocs de béton On rencontre plus souvent des fondations en blocs de béton dans des constructions temporaires ou des chalets, mais parfois aussi dans des maisons permanentes et anciennes. On n'apporte pas toujours les soins qu'il faut à leur mise en place. Résultats: elles sont souvent peu résistantes aux infiltrations d'eau, leurs joints de mortier se dégradent sous l'effet de l'humidité et elles ont des faiblesses de structure qui se manifestent par l'apparition de fissures en diagonale. Pour augmenter leur longévité, il serait sage de les imperméabiliser à l'aide d'un crépi de ciment et d'un enduit à base asphaltique. pilastre servant d'appui aux poutres lisse d’assise

couronnement en éléments pleins

blocs de béton creux

crépi de finition

Figure 2.11 – Fondations en blocs de béton

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étanchéitié sur les blocs (enduit aspltaltique)

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G) Les signes de déficiences des fondations Avec les quelques notions que nous venons de voir, vous serez maintenant en mesure, sans pourtant devenir expert, d'identifier les faiblesses les plus courantes des fondations. Lorsque vous relèverez l'état d'un immeuble pour en faire la mise en marché, portez votre attention sur les points suivants: Les fondations se sont-elles affaissées?  L'affaissement (ou tassement) des fondations se produit rarement de façon uniforme. On note presque toujours qu'un endroit des fondations s'est enfoncé alors que le reste du bâtiment est demeuré stable. On peut généralement noter à l'œil nu, en regardant l'horizontalité des fondations, s'il y eu tassement.  Les fondations se sont-elles soulevées?  Le soulèvement des fondations peut être confondu avec un affaissement car les deux relèvent d'un mouvement vertical des fondations et causent des fissures dans le bâtiment. Si vous avez des interrogations, n'hésitez pas à faire appel à un expert.

Les fondations sont-elles fissurées?  La plupart des fissures se réparent, mais il est très important d'utiliser la bonne méthode et le bon produit. Les fissures importantes qui peuvent affecter la solidité des fondations devront être réparées à l'aide d'époxy. Les fissures moins importantes qui compromettent l'étanchéité des fondations devront être colmatées en utilisant des produits à base de polymères. Une fissure de faible importance pourra, si elle n'est pas colmatée, s'aggraver avec le temps et nécessiter des réparations plus importantes. Lorsque la fondation est recouverte d'un crépi de finition, il n'est pas toujours facile de distinguer s'il s'agit d'une fissure dans la fondation ou simplement d'une fissure du crépi; n'hésitez pas à recommander l'avis d'un expert.

Le mortier des fondations en pierre est-il en bon état?  Grattez-le et, s'il s'égrène facilement, ayez recours à une expertise.

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De l'eau s'infiltre-t-elle par les fondations?  Recherchez alors les traces d'humidité sur les murs et les planchers. Les cernes sont des signes d'infiltration à travers les fondations alors que les traces de moisissures (petite mousse blanche sur la surface du béton) peuvent être un signe de condensation.

Note :

Le propriétaire vendeur qui constate certaines des déficiences mentionnées ci-haut pourrait remédier à ce problème avant d'offrir sa propriété sur le marché. Une telle décision ne peut qu'augmenter la valeur marchande de la propriété et faciliter les négociations. N'oubliez pas de conseiller à votre client de faire appel à un expert.

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