Lorsqu’il s’agit de compacter un sol de fondation pour une application résidentielle, la cohérence, la qualité et les bonnes pratiques de l’entrepreneur sont essentielles pour éviter les problèmes de fissuration du béton et d’enfoncement pour le propriétaire.
Un entrepreneur résidentiel doit s’assurer que le constructeur du site évite la tentation de mal préparer un sol de fondation. Une sous-couche de mauvaise qualité entraîne un tassement inattendu et une accumulation d’eau contre la fondation, ce qui conduit à des infiltrations et à un affaiblissement de la fondation. Les couches de fondation mal compactées peuvent également être à l’origine de la fissuration et de l’affaissement des trottoirs, des allées et des patios. En fin de compte, c’est le propriétaire qui supportera les dépenses de réparation, en particulier lorsque le tassement fait que les dalles déplacent l’eau en direction de la maison.
Défaut de fondation
Selon la Portland Cement Association, les fissures, le tassement des dalles et les défaillances structurelles peuvent résulter d’une fondation mal préparée et mal compactée. Dans le cas d’une dalle sur sol pour des applications résidentielles, une sous-couche idéale devrait être bien drainée, avoir une capacité portante uniforme, atteindre la densité de compactage appropriée, avoir la bonne pente et être exempte de gazon, de matière organique et de gel.
Qu’est-ce qui cause une sous-couche inégale dans un projet résidentiel ? Tout d’abord, la présence d’un sol mou et instable mélangé à un sol dur et rocheux. Une autre raison abordée plus loin dans cet article peut être le remplissage des zones basses ou le remblayage sans un compactage adéquat.
Afin d’obtenir une plate-forme plane et ferme, les sols mous ou saturés et les roches doivent être éliminés lors de l’excavation initiale. Pendant l’excavation, la terre est poussée dans les zones basses (remplissage) à partir d’autres zones (coupe). Pour un remplissage compacté dans les zones basses, le sol doit avoir la même densité que dans les zones coupées.
Il est important que les entrepreneurs identifient ce qui est coupé et ce qui est rempli lors de la construction d’une sous-fondation. Les opérateurs de machines lourdes peuvent sans le savoir déplacer ou mélanger les matériaux de coupe et de remblai, créant des problèmes d’identité entre les deux.
Selon l’environnement et l’emplacement géographique du projet, les constructeurs peuvent rencontrer des sols natifs qui offrent la résistance idéale pour soutenir une dalle, qui peut alors être placée directement sur le sol. Cependant, dans de nombreuses régions, il peut être difficile de trouver un sol sur place adéquat pour être utilisé comme remblai.
Alternatives de remblai
Avec les fondations sur dalle, une alternative au matériau de sol natif peut être utilisée pour rétablir le niveau. Ces remblais importés peuvent inclure des matériaux granulaires tels que le sable, le gravier ou la pierre concassée. Ces matériaux très résistants et perméables offrent une faible compressibilité, ce qui est idéal pour un système de support de dalle.
« Six pouces de matériau de gravier ou de pierre concassée bien calibré et correctement compacté donneront de bons résultats », a déclaré Mark Conrardy, un ingénieur directeur des ventes pour Wacker Corp, Menomonee Falls, Wis.
Lorsqu’ils sont correctement compactés, les sols indigènes ou les matériaux granulaires importés peuvent fournir un bon support. Il faut cependant noter que l’utilisation d’un bon matériau ne peut pas réparer un mauvais compactage.
« Le matériau granulaire placé sous la dalle peut être à granulométrie ouverte, ce qui, selon certains, est auto-compactant. Le sable et les autres matériaux doivent être compactés « , déclare Chris Tull, propriétaire de Concrete Consulting LLC, Fishers, Ind.
Qu’il s’agisse d’une fondation, d’un trottoir, d’une allée ou d’un patio, le sol natif ou le matériau granulaire ne peut pas être simplement placé dans la zone de remplissage et ensuite recouvert de béton.
Il est essentiel que l’entrepreneur exige le compactage de tous les matériaux de remplissage dans des levées appropriées, peu importe s’il s’agit d’un sol natif ou d’un matériau granulaire pour fournir une sous-couche plate et dense. Si le matériau de remblai n’est pas compacté de façon uniforme, un tassement inégal se produira, ce qui entraînera des fissures dans le béton et la destruction de l’ouvrage.
Nécessités de compactage
Il est conseillé de compacter le sol près de la teneur en humidité optimale pour atteindre les niveaux de densité requis. Ceci est le plus susceptible de se produire lorsque le sol est fraîchement excavé. Le compactage maximal est possible avant que le matériau n’ait trop séché ou n’ait été exposé à des périodes de pluie où l’eau peut s’accumuler. Si le sol est compacté pendant ou peu de temps après le processus de nivellement, il y a moins de pores dans le matériau qui peuvent absorber l’eau.
Principalement utilisé pour les grands développements de sites de maisons, le roulement d’épreuve est une mesure qui permet aux entrepreneurs d’identifier si la sous-fondation a été correctement compactée ou non. Un sol instable ou mal compacté peut être identifié en conduisant un camion-benne entièrement chargé ou une pièce d’équipement lourd similaire sur la zone compactée pour révéler un mouvement inhabituel du sol ou des ornières de pneus notablement profondes.
La densité mesurée du matériau de la sous-fondation pour une application résidentielle devrait être de 90% à 95% de la densité standard Proctor. Cette densité peut être obtenue en utilisant une combinaison de trois à quatre passages avec un compacteur à plaque vibrante ou une pilonneuse, en plus d’une bonne teneur en humidité dans la sous-fondation.
Dans l’idéal, les matériaux de remblai compactables doivent être arrosés ou « traités » de manière à ce qu’ils contiennent environ 12 % d’humidité dans l’ensemble, afin d’obtenir un compactage maximal.
Certains matériaux de remblai offrent également de bonnes propriétés de drainage et peuvent être utilisés pour éviter les concentrations d’humidité sous la dalle.
Un niveau d’humidité approprié dans la sous-base aide non seulement à la consolidation, mais réduit également le ressuage de l’eau de la base de la dalle de béton.
Afin de garder le béton aussi près de sa résistance de conception, les coffrages devraient être humidifiés pour empêcher l’eau d’être aspirée hors du béton.
Remblayage pour les murs de fondation
Les entrepreneurs demandent souvent comment remblayer les murs de fondation pour une zone qui se retrouvera sous les ouvrages plats en béton.
Le remblayage sous les ouvrages plats en béton le long des murs de fondation devrait être effectué avec un matériau granulaire de taille uniforme. Certains matériaux de remplissage, tels que les pierres rondes comme le gravier de pois, ont tendance à être auto-compactants. » Je recommande d’utiliser un matériau granulaire à granulométrie ouverte « , dit Tull.
Les granulats à granulométrie ouverte permettent à l’eau présente le long des fondations de descendre vers les tuiles de drainage et de s’écouler dans un puisard où elle peut être pompée vers un égout pluvial. Ainsi, l’eau est évacuée des fondations. Le matériau doit encore être compacté afin de réduire le tassement qui se produira au fil du temps. Les 6 à 12 pouces supérieurs du remblai sous la dalle doivent être remplis et compactés avec du gravier bien calibré ou un matériau concassé.
« Les murs sont généralement remblayés avec la terre enlevée ou avec un matériau granulaire à granulométrie ouverte », dit Tull.
Selon la norme de fondation 8 de la CFA.3 Backfilling and Final Grading, « le remblayage ne doit pas commencer sur un mur de fondation qui est conçu pour être soutenu latéralement en haut et en bas, tant que ce soutien latéral n’est pas en place, ou tant que le mur n’a pas été suffisamment étayé pour résister aux pressions du matériau de remblayage, du processus de compactage et de l’opération de remblayage. Le remblai doit être placé de façon à ne pas endommager le mur, l’imperméabilisation ou tout autre ouvrage. Le contreventement n’est pas requis pour les murs supportant moins de 4 pieds de remblai non équilibré. »
En ce qui concerne le nivellement final, il faut prévoir une pente minimale s’éloignant de tous les murs de fondation d’au moins 1 % à 2 % ou ¼ de pouce par pied de pente s’éloignant du bâtiment. Les eaux de surface doivent être détournées vers un égout pluvial ou un autre point de collecte. Tout le drainage doit être incliné en direction opposée au bâtiment. Les terrains doivent être nivelés de manière à drainer les eaux de surface loin des murs de fondation. Lorsque les limites du terrain, les murs, les pentes ou d’autres obstacles physiques empêchent une pente d’au moins 2 %, il faut prévoir des drains ou des rigoles pour assurer le drainage loin de la structure. « Il est important que la pente de la dalle soit suffisante pour que le site s’évacue loin du mur », dit Tull.
Il est clair que l’inclinaison joue également un rôle dans la préparation du sous-sol. En général, la meilleure pratique consiste à incliner le sol environnant en l’éloignant de la maison afin que l’eau ne s’accumule pas contre la fondation. L’accumulation d’eau au fil du temps entraîne des infiltrations et peut miner une fondation, ce qui entraîne des sous-sols humides.
Équipement à utiliser
Pour préparer correctement une sous-base pour une application résidentielle, les compacteurs à plaque et les pilonneuses sont les équipements privilégiés. Les plaques vibrantes, et leurs homologues, la pilonneuse ou le « jumping jack », devraient être utilisées dans des zones confinées pour le compactage de la sous-couche, selon Conrardy.
Les plaques vibrantes sont bonnes pour compacter les matériaux granulaires parce qu’elles sont rapides et laissent la surface plate. Une surface plate et lisse est bonne pour les travaux de platelage parce que le béton peut se rétracter en durcissant sans être limité par le matériau de base.
Les marteaux, qui fonctionnent le mieux pour compacter 6 à 12 pouces de remplissage, sont conçus pour traiter les sols argileux où l’impact crée des forces de cisaillement qui éliminent les vides d’air de l’argile. Pour le remplissage de sol sur des applications résidentielles, les crics sauteurs peuvent compacter en toute sécurité 6 pouces de remplissage de sol.
Les vibrations à plus haute fréquence d’un compacteur à plaque forcent le mouvement des particules permettant à la gravité de les faire se déposer. En ce qui concerne la profondeur de remplissage, les compacteurs à plaque vibrante plus petits et les pilonneuses fonctionnent bien pour 6 à 12 pouces de sol ou de remplissage granulaire.
La qualité est la clé
Trop souvent, les constructeurs ne préparent pas adéquatement le sous-sol pour les fondations en béton, les trottoirs, les allées ou les patios. L’entrepreneur en béton est chargé de veiller à ce que le remblai granulaire reçoive un compactage, une densité et des niveaux d’humidité appropriés avant la mise en place du béton. Certains entrepreneurs précisent dans leur contrat qu’ils sont responsables du bon compactage des matériaux de remblai qu’ils placent, mais pas des matériaux placés par d’autres. Il incombe au constructeur de s’assurer que les matériaux de remplissage placés avant l’arrivée de l’entrepreneur en béton sont correctement placés et compactés. Les concepteurs devraient spécifier que les matériaux de remplissage soient également installés correctement.
Malheureusement, une fois que le béton s’est tassé et montre des signes de défaillance – que ce soit 2 ans ou 20 ans après avoir été placé – sous forme de fissures et d’enfoncement, le propriétaire se retrouve à payer la facture de réparation. Le plus souvent, le propriétaire accuse à son tour l’entrepreneur en béton d’être responsable de la défaillance du sous-sol.