Béton armé selon les règles bael (Connaissance de la mécanique appliquée)

CALCUL DU MUR DE SOUTENEMENT
Lorsqu’il existe une différence de niveaux entre deux points a et b d’un terrain, la ligne de raccordement ab (fig. 1) n’est généralement pas verticale ; cette ligne ab fait, avec l’horizontale, un angle appelé angle j du talus naturel des terres.
Si l’on désire que la ligne ab soit verticale, ou voisine de la verticale, il est nécessaire de prévoir un ouvrage destiné à maintenir les terres (fig. 2).
Cet ouvrage porte le nom de mur de soutènement, il peut être en maçonnerie en béton (armé ou non) ; nous n’envisagerons ci-dessous que le cas des murs de soutènement en béton armé.
CONSTITUTION DES MURS DE SOUTENEMENT.</span
Eléments constitutifs.
Un mur de soutènement en béton armé se compose habituellement des éléments suivants (fig. 3) :

Un rideau Ri qui reçoit la poussée des terres et qui est terminé à la partie supérieure par une nervure de raidissement n. Ce rideau prend appui sur les contre -forts C et il est généralement muni de barbacanes Ba, à raison d’une barbacane tous les 2 ou 3 m² , afin d’éviter l’accumulation des eaux à l’arrière du mur, accumulation qui aurait pour effet de donner des poussées supplémentaires ;
Une semelle S qui sert de fondation à l’ouvrage et qui peut déborder en avant du rideau, jusqu’au point A, de manière à assurer une meilleure répartition des pressions sur le sol. Du côté des terres, la semelle est généralement terminée par une nervure B, appelée bêche, qui , par l’ancrage qu’elle réalise dans le sol, s’oppose au glissement de l’ouvrage, glissement provoqué par la composante horizontale Q de la poussée des terres ;
des contreforts C, régulièrement espacés, qui sont destinés à solidariser le rideau et la semelle et à maintenir ainsi les positions relatives de ces éléments.

Forces agissantes.
Les forces à considérer sont :

le poids propre du mur, le poids du terrain se trouvant sur la semelle, le poids de la surcharge éventuelle sur le remblai ; soit P la résultante de ces forces ;
la poussée des terres Q.

Sous l’effet de la force Q, le mur tend à pivoter autour de son arête A et à glisser sur sa fondation. Pour que l’équilibre soit assuré, il est nécessaire que le moment, par rapport à A, des forces tendant à provoquer le renversement soit inférieur au moment, par rapport au même point, des forces stabilisatrices. Mais cette condition n’est pas suffisante ; il faut en effet que la contrainte maximale sur le sol de fondation soit inférieure à la contrainte admissible que peut supporter ce sol. Il y a intérêt à ce que la répartition des contraintes sur le sol soit aussi uniforme que possible, donc que la résultante R de P et de Q, passe aussi près que possible du milieu de la semelle ; on devra d’ailleurs éviter que le point de passage de cette résultante ne sorte du tiers central, de manière à avoir des efforts de compression sur toute la surface de fondation.
Enfin il faudra vérifier, en particulier lorsqu’il n’y a pas de bêche, que le mur ne tend pas à glisser, c’est-à-dire que le rapport :
est inférieur au coefficient de frottement béton sur terre f.
On peut donner comme ordre de grandeur de f :

sur de l’argile humide : f = 0,3 ;
sur de l’argile sec : f = 0,5 ;
sur du sable : f = 0,4 ;
sur du gravier : f = 0,6 ;

Divers types de murs de soutènement.
Les dispositions générales que nous avons examinées ci-dessus peuvent varier suivant la hauteur du mur. On adopte habituellement les dispositions suivantes :

Murs de hauteur inférieure à 3 ou 4 m. on peut réaliser soit un mur composé uniquement d’un rideau et d’une semelle intérieure, c’est -à -dire sans semelle extérieure ni contreforts ( fig. 4), soit un mur comprenant un rideau, une semelle extérieure et une semelle intérieure ( fig. 5).

Ce dernier mode de construction présente, par rapport au précédent, les avantages suivants :

les terrassements à exécuter (déblais et remblais) sont moins importants puisque la largeur de la semelle intérieure est plus faible ;
les efforts sur le terrain sont moins grands et ils sont mieux répartis.

Murs de hauteur supérieure à 3 ou 4 m. on utilise les dispositions représentées sur la figure 3, c’est-à-dire le mur avec contreforts. Si la distance entre les contreforts est de l’ordre de 2 à 3 m, le rideau sera constitué par une dalle d’épaisseur croissante depuis le sommet jusqu’à la base ; l’épaisseur minimale de la dalle ne sera pas inférieure à 8 ou 10 cm et les dimensions de la nervure de raidissement, en dehors du voile, seront de l’ordre de 15 x 15 cm.

On peut avoir intérêt, surtout si les contreforts sont espacés, à prévoir des poutres intermédiaires horizontales (fig. 6 et 7) et à faire porter le rideau sur ces poutres. Si les poutres sont régulièrement espacées (fig. 6), le rideau aura une épaisseur et des armatures différentes dans chacun des éléments compris entre deux poutres successives ; si l’on désire que l’épaisseur du rideau et les armatures restent les mêmes du sommet à la base, on réduira l’écartement des poutres à mesure que l’on se rapprochera de la partie inférieure du mur (fig. 7).
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Béton armé selon les règles bael (Connaissance de la mécanique appliquée) (2,35 MO) (Cours RAR)