Pieux vissés - avantages et inconvénients, caractéristiques, appareil

La fondation de la maison est l’un des éléments les plus complexes et les plus coûteux de sa construction. En même temps, le processus de création est très long - dans la plupart des cas, il s’agit du stade limite de la construction. Malheureusement, il n'est pas rare que des développeurs peu scrupuleux violent délibérément les technologies et les normes afin de compléter rapidement les fondations et de passer aux étapes suivantes du travail. Souvent, les clients eux-mêmes les y poussent et il leur semble que rien ne se passe trop longtemps sur le chantier. Une précipitation excessive à ce stade conduit au fait que les locataires de la nouvelle maison ont rapidement des problèmes - les fondations s'affaissent et, en conséquence, toute la structure commence à s'effondrer lentement.

Le juste milieu est-il possible ici? Est-il possible de monter rapidement une base solide et fiable? Il s'avère possible. Des piles de vis viennent à la rescousse dans ce cas. Pour créer une fondation sur des pieux vissés, il ne faut pas un ou deux mois, mais seulement quelques jours.

Pourquoi des piles similaires ne sont-elles toujours pas utilisées partout? Pourquoi les nouvelles maisons ne poussent-elles pas aussi vite que les champignons après la pluie? Pour répondre à ces questions, vous devez connaître non seulement les avantages, mais également les inconvénients des pieux vissés pour la fondation, afin de vous faire une idée des limitations d'utilisation qui existent. N'oubliez pas que la création d'une fondation est une entreprise très responsable. Lorsque vous choisissez une solution de conception, vous devez tout d'abord vous fier à vos propres connaissances, et non aux assurances publicitaires des fabricants, aux promesses des constructeurs ou aux exemples de voisins et de connaissances.

L’histoire de l’émergence des pieux vissés

L’histoire des pieux vissés a près de deux siècles. Le talentueux ingénieur irlandais Alexander Mitchell succède à un coup d'Etat dans le domaine de l'ingénierie des fondations. En 1833, il fit breveter les «pieux vissés» de Mitchell pouvant être installés dans des sols en mouvement, tels que le fond sableux d'un réservoir ou d'une berge boueuse.

Le phare Maplin Sand, construit à l’embouchure de la Tamise en 1838, a été le premier grand bâtiment érigé sur de telles piles. Sa fondation était composée de neuf pieux à bouts de vis de 120 cm de diamètre, vrillés dans le sol sur une profondeur d'environ 7 mètres. Dans les années suivantes, sous la direction de Mitchell, plusieurs autres phares ont été érigés dans toute l'Angleterre. Certains d'entre eux sont restés inchangés à ce jour.

Au milieu du XIXe siècle, plus de 150 phares en Amérique du Nord, un brise-lames à Portland, un viaduc et des ponts à Bombay, un chemin de fer à Baroda, une jetée à Madras et de nombreux autres objets importants ont été construits à l'aide des piles de Mitchell.

En Russie, nous n’avons entendu parler des piles à vis que dans la seconde moitié du XIXe siècle. Les ingénieurs russes ont rapidement compris tous les avantages de cette invention, en particulier dans les conditions de pergélisol des régions septentrionales du pays ou dans les sols faibles et inondés des zones côtières. Très vite, les pieux vissés ont commencé à être largement utilisés dans la construction de structures de génie civil (le support vis-à-vis pour la construction à grande vitesse des fondations de ponts démontables est encore utilisé par nos militaires), et plus tard dans le génie civil.

Les piles à vis en acier sont largement utilisées dans le monde entier. Leur aide est sollicitée là où une grande rapidité de construction des fondations est nécessaire: lors de l’installation de divers types de supports, de la mise en place de stations de pompage et de forage, de la pose de canalisations, de la construction de campements temporaires pour les travailleurs, etc. chez les constructeurs militaires et industriels, chez les entreprises qui effectuent des travaux de récupération. Les organisations de construction impliquées dans la construction de bâtiments résidentiels figurent sur cette liste, mais sont loin d’occuper une place de choix. Bien sûr, les fondations des pieux vissés pour les bâtiments résidentiels sont construites, mais dans la plupart des cas, il est question de construire dans des zones difficiles à atteindre ou dans des zones difficiles, de réparer les fondations problématiques de vieilles maisons, de réparer des bâtiments sur les pentes.

Conception et caractéristiques des pieux vissés

Quels sont les pieux vissés qui ont si rapidement gagné en popularité chez les constructeurs du monde entier? Quelles sont leurs variétés? À quelles caractéristiques des pieux à vis devez-vous faire attention en premier?

Un pieu à visser se compose d’un arbre et d’une lame située à son extrémité. Grâce à ce dernier, ce type de pieu est enfoui dans le sol par vissage plutôt que par entraînement.

1. Tuyau 2. Cap, qui est attaché au sommet de la pile. 3. Lame en spirale. 4. Revêtement anti-corrosion. 5. Trou technologique pour le réglage de la tige.

Il existe plusieurs types de pieux à vis en acier. Le choix en faveur d'un type ou d'un autre est fait sur la base de l'analyse des caractéristiques du sol dans cette zone et de la charge attendue sur la fondation.Souvent, même sur le même site, différents types de pieux sont utilisés, ce qui permet une répartition uniforme de la charge.

Type d’extrémité d’un pieu vissé

Les extrémités des pieux vissés, qui facilitent leur immersion dans le sol, peuvent être soudées ou coulées.

Un pieu de vis avec une pointe soudée.

Les pointes sont beaucoup plus chères et leur utilisation n’est justifiée que dans le cas de travaux sur des sols particulièrement denses, y compris le pergélisol, ainsi que pour contenir de grandes inclusions d’origine naturelle ou artificielle. La pointe coulée durable lors du vissage du pieu détruit facilement les obstacles sur son passage et ne se déforme pas dans ce cas.

Une pile de vis avec une pointe coulée.

Nombre de pales

En fonction du nombre de pales, les pieux vissés sont divisés en une et plusieurs pales (le nombre de pales sur un tronc peut parfois atteindre six pièces). Les premiers sont conçus exclusivement pour les sols denses à faible mobilité.

Poil de vis à une extrémité.

Les deuxièmes sont plus universels, bien que leur objectif principal soit les sols faibles à faible capacité portante, car les pieux multitraumés sont plus résistants à divers types de charges, qu’ils soient tirants ou au contraire déprimants ou horizontaux. Il est possible d’obtenir une efficacité maximale des pieux multi-lames en sélectionnant correctement le nombre de lames, la distance optimale qui les sépare, leur pas et leur angle d’inclinaison.

Poil à vis à deux lames.

Taille des pales

Les pieux vissés sont divisés en pales larges (le diamètre des pales est au moins une fois et demie le diamètre du tronc) et les pales étroites. En raison de la surface de roulement accrue, les larges pieux sont très efficaces dans les sols faibles.

Pieux vissés à tête large.

Pour les lames à lames étroites, leur spécialisation est un sol particulièrement dense ou très gelé (il est impossible de "visser" un pieu à lames larges dans un tel sol en raison du risque considérablement accru de rupture ou de déformation des lames). Le diamètre des pales du pieu de vis conformément à la norme internationale ICC AC358 (Critères d’acceptation pour les fondations hélicoïdales) peut varier de 200 à 350 mm.

Pieux vissés aux formes étroites.

Épaisseur du métal d'un pieu vissé

La caractéristique structurelle la plus importante d'un pieu vissé est l'épaisseur du métal dont sont faites les parois de son arbre. Le calcul de l'épaisseur requise est effectué sur la base non seulement de la charge attendue sur le pieu, mais également des conditions de son fonctionnement. En effet, une diminution de l'épaisseur de la paroi d'un pieu due à des processus de corrosion entraîne finalement une réduction de sa durée de vie. Selon la norme ICC AC358 susmentionnée, l’épaisseur de paroi minimale d’un arbre de pieu doit être de 8 mm dans un sol neutre et de 9,5 mm dans un sol à activité chimique accrue.

Bien entendu, les ingénieurs nationaux ont également compris l’importance d’un paramètre tel que l’épaisseur du métal utilisé pour la fabrication des pieux vissés. Dans l'ouvrage de référence "Piles et fondations sur pieux", publié en URSS en 1977, il était indiqué que le fût devait être constitué de tubes sans soudure, fabriqués par laminage à chaud, avec une épaisseur de paroi d'au moins 10-14 mm. Cependant, dans la norme de construction russe moderne JV 24. 13330. 2011, "Fondations sur pieux", tel que l'épaisseur des parois de l'arbre du pieu vissé n'est pas pris en compte et n'est pas normalisé.

Bien entendu, la Russie peut produire (et non seulement peut, mais aussi produire!) Des pieux, dont la qualité répond à toutes les exigences de la norme internationale ICC AC358. Cependant, en raison de leur coût élevé, ils ne concurrencent généralement pas les pieux en béton armé classiques installés dans un puits pré-foré.

Il est nécessaire de prendre en compte l’épaisseur du métal, non seulement l’arbre du pieu, mais également ses pales. Lors de la construction d'objets temporaires ou légers, il est permis d'utiliser des pieux avec des lames d'une épaisseur inférieure à 5 mm. Dans la construction de grandes structures conçues pour une utilisation à long terme, la norme internationale recommande l'utilisation de pieux dont l'épaisseur des aubes est de 9. 5-12. 5 mm.

Revêtement de protection anti-corrosion

Pour réduire l'influence des processus de corrosion sur les caractéristiques de résistance d'un pieu en acier installé dans un sol agressif, augmentez non seulement l'épaisseur de sa paroi, mais aussi un revêtement de protection supplémentaire. Les méthodes les plus couramment utilisées pour la protection anticorrosion des pieux en acier sont la galvanisation et l'application d'un revêtement spécial en polymère (polyuréthane, époxy, etc.). Selon ICC AC358, l’épaisseur de la couche de polymère protecteur ne doit pas être inférieure à 400 microns.

Avantages des fondations sur pieux vissés

Vitesse d'installation

La vitesse d'installation élevée est peut-être l'avantage le plus important des pieux vissés, car le temps nécessaire à la construction est plus important que jamais. La pile de vis est prête à fonctionner immédiatement après l'installation. Même le bétonnage de la lumière interne de l’arbre du pieu n’entraîne pas de temps d’arrêt forcé sur le chantier: il n’est pas nécessaire d’attendre que le béton gagne en force, car la charge exercée sur le pieu est principalement perçue par sa coque en acier.

Faible bruit lors de la construction de fondations

Un faible bruit lors de l'installation est le principal avantage des pieux vissés par rapport à la conduite. L'enfoncement de ce dernier dans le sol s'accompagne non seulement de bruit, mais également de vibrations. Les vibrations du sol peuvent endommager diverses structures situées à proximité immédiate du chantier.

Prix bas

Le faible coût des fondations sur pieux vissés par rapport au coût de toutes sortes de fondations en béton armé est principalement dû à une réduction significative du volume de travaux de terrassement.

Capacité de supporter diverses charges de traction

Cette capacité est due à la présence de pales sur les pieux vissés. C'est en raison de leurs pales que ces pieux peuvent être installés sur des plates-formes inégales (ce qui signifie qu'ils sont parfaits pour les bâtiments situés en pente) et à n'importe quel angle par rapport à la verticale.

Il n’est pas nécessaire d’obtenir une grande quantité de terre

La quantité insignifiante de terre déplacée lors de l’installation des pieux vissés permet d’effectuer des travaux à proximité des bâtiments existants.

Peut être utilisé dans diverses conditions

Le fait que les pieux vissés ne soient ni au climat ni au climat s’exprime par le fait qu’ils peuvent être utilisés dans une gamme de températures assez large, qu’ils ne craignent pas la montée des eaux souterraines et le gonflement du sol. ne nécessite pas de drainage obligatoire du site où la construction est en cours.

Réutilisabilité

L'une des applications des pieux vissés est la construction de structures temporaires. Une fois cette construction achevée et démontée, les pieux vissés peuvent être retirés du sol et, si nécessaire, réutilisés.

Il convient de noter que seuls les pieux vissés de fabrication industrielle, dont la qualité est conforme aux critères d’acceptation de la fondation ICC AC358 Helical Foundation, répondent à tous ces avantages.

Défauts de fondation sur les pieux vissés

L’utilisation des pieux vissés présente un certain nombre de limitations sur lesquelles de nombreux fabricants essaient malheureusement de garder le silence. Lorsque les entreprises impliquées dans l'installation de fondations enfreignent facilement les normes technologiques, vous devez, en tant que client, avoir au moins une idée générale des cas où les piles de vis sont indésirables ou totalement inacceptables.

Impossibilité d'utilisation dans les zones à activité sismique

La construction de bâtiments sur les fondations de pieux vissés est autorisée uniquement dans les zones sans activité sismique ou, à la limite, à activité sismique modérée.

Non-utilisation dans les sols provoquant une corrosion rapide du métal

Les pieux filés en acier ne doivent pas être utilisés dans les sols de résistance électrique inférieure à 10 Ohm * m, dans les sols à pH inférieur à 5, 5, ainsi que dans les sols riche en composés organiques. La raison de ces restrictions est le taux élevé de corrosion électrochimique de l'acier dans ces conditions. Le développeur responsable, qui n'est pas indifférent à la question de la durabilité de la structure qu'il installe, avant de décider d'utiliser des pieux en acier, est simplement obligé de déterminer toutes les caractéristiques nécessaires du sol sur un chantier donné. S'il n'est pas possible de déterminer l'agressivité du sol, il est nécessaire de respecter les exigences adoptées pour les pieux installés dans des sols à très forte activité corrosive.

Il est interdit de pénétrer les pieux vissés dans un sol rocheux.

Les terrils et décharges pour scories de débris de construction peuvent être attribués à la même catégorie de sol. Toute inclusion solide peut endommager les lames ou même l’arbre d’un pieu lors de son installation.

Il est recommandé d'éviter l'utilisation de pieux vissés sur des sols ne fournissant pas un soutien latéral suffisant.

Ceux-ci incluent, par exemple, la tourbe, les sables meules, etc. il est nécessaire de les relier de manière fiable ou de les approfondir considérablement. Conformément aux exigences de la norme ICC AC358, le velours de vis dans les sols denses devrait être enterré au moins de 1,5 m, tandis que dans les sols meubles - au moins de 3 m.

Donnons un exemple: installation d'un pieu à vis 2 5 m dans la zone où le lit de tourbe est situé à une profondeur de 2 m est inacceptable, car dans ce cas, le pieu sera privé du support latéral nécessaire du sol.

Facteurs influant sur la durabilité des pieux vissés

La publicité affirme que la fondation sur les pieux vissés peut durer au moins un siècle. Est-ce vraiment ou est-ce juste une autre astuce des spécialistes du marketing? La pratique montre que cela est tout à fait possible, car certains des phares érigés sous Mitchell sont encore debout. Cependant, nous sommes plus intéressés par le sort de certains phares d'Europe lointaine, mais d'une petite maison de campagne quelque part dans la région de Moscou, dans l'Oural ou sur les rives du Yenisseï. Combien va-t-il supporter lorsqu’il sera érigé sur une fondation de pieux vissés non faits quelque part et une fois, mais ici et maintenant?

Sur la base des données expérimentales, la durée de vie a été estimée pieux vissés en acier dans des sols de résistance électrique différente. Selon ces estimations, dans un sol peu corrosif (schiste sec ou sable sec, par exemple), des piles de métal non galvanisé dureront au moins 300 ans et celle de métal revêtu, 800 ans ou plus. Impressionnant, n'est ce pas? Cependant, il s'agit d'un sol idéal en termes de capacité (ou plutôt d'incapacité) à provoquer la corrosion du métal.

Envisagez, à des fins de comparaison, une autre option limitante. Dans les sols très corrosifs (sol marin, limon, argile humide, tourbe), la durée de vie moyenne prévue d'un pieu en acier n'est que de 30 ans (si le pieu est en métal galvanisé, ce chiffre passera à 70-75 ans).

Une réserve importante doit être faite. En effectuant tous ces calculs, il a été supposé que le pieu avait été fabriqué conformément à la norme ICC AC358 utilisée dans l’Ouest, c’est-à-dire que l’épaisseur des parois de son tronc est de 8 mm. Mais trouver sur le marché russe des pieux vissés de tubes en acier laminés à chaud avec une telle épaisseur de paroi est presque impossible. Combien de temps une production nationale «standard» durera-t-elle dans un environnement agressif, c’est-à-dire un pieu constitué d’un tuyau soudé d’une épaisseur de paroi de 3-4 mm, n’est connu de personne, mais il est évident qu’il reste nettement inférieur à 30 (75) ans?

Il découle de ce qui précède que les 100 ans de service de fondation sur pieux vissés promis dans la publicité ne sont que des mots vides. Les piles peuvent servir beaucoup plus et beaucoup moins - tout dépend de la qualité des produits et des conditions de fonctionnement, sur lesquelles aucun mot n'est dit dans l'annonce.

En général, la durée de vie des pieux vissés dépend de trois paramètres principaux:

• l'épaisseur de l'acier utilisé pour fabriquer les pieux du tronc et des pales,
• l'épaisseur et la qualité du revêtement de protection anticorrosion,
• activité chimique du sol dans cette zone.

Sans connaître ces caractéristiques des piles et des conditions de fonctionnement, on ne peut même pas présumer de leur durée de vie.

La pratique de l'échaudage des pieux vissés avec des faisceaux de canaux ou d'angles métalliques, répandue parmi nos constructeurs, contribue à réduire la durée de vie des pieux vissés. Bien entendu, l'installation de tels ligaments entre les pieux est justifiée lors de l'installation de la fondation dans le sol avec un faible soutien latéral. Cependant, la connexion de pieux en acier avec des cavaliers en matériau conducteur accélère la corrosion électrochimique du métal.

Afin d'éviter que des courants vagabonds ne contribuent à l'accélération des processus de corrosion, les pieux en acier ne devraient pas être reliés galvaniquement les uns aux autres, ni à d'autres éléments de construction en acier. Pour connecter les piles en un système unique, vous devez utiliser un feuillard en bois ou en métal, dont les éléments sont reliés aux piles au moyen de colliers isolés des piles par un matériau diélectrique.

C'est tout ce que nous voulions vous dire aujourd'hui. Vous connaissez maintenant tous les avantages et les inconvénients des piles à vis et, espérons-le, avez compris l'idée principale que nous avons essayé de vous transmettre. Les pieux vissés sont un excellent choix pour créer une fondation, mais ils ne peuvent pas être utilisés partout et toujours. Déterminer la validité de l'utilisation de pieux vissés dans chaque cas, seul un professionnel peut.Croyez-moi, le coût pour faire appel à un spécialiste est disproportionnellement inférieur au coût pour éliminer les erreurs commises lors du processus de conception et de construction de la fondation.