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Processus de conception de mur de soutènement

Conception de mur de soutènement

Le processus d'exécution d'une conception de mur de soutènement en béton comprend trois étapes principales:

  • Dimensionnement préliminaire: Définissez la dimension de base pour chacun des composants en utilisant certaines proportions recommandées.
  • Contrôles de stabilité: Assurez-vous que la géométrie du mur sera stable dans les conditions de charge auxquelles il sera soumis. Essentiellement les charges latérales de pression de terre et de surcharge.
  • Conception: Pour les propriétés des matériaux et les actions internes calculées (cisaillement et flexion) s'assurer que les exigences de résistance sont satisfaites par le mur selon un code de conception.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur la description de chacune des étapes pour réussir la conception d'un mur de soutènement avec des exemples.

Dimensionnement préliminaire

La première étape avant de vérifier la stabilité du mur de soutènement consiste à attribuer des dimensions préliminaires aux différents composants du système de mur de soutènement., il s'agit d'une étape très importante dans la conception d'un mur de soutènement car ne pas attribuer les bonnes dimensions proportionnées dès le début à chaque composant peut conduire à la nécessité d'itérer beaucoup pour que le mur de soutènement soit conforme aux exigences de stabilité ou ait un système surdimensionné répondant à toutes les exigences mais utilisant beaucoup plus de matière que le minimum théorique. Les préconisations de dimensionnement du mur de soutènement selon ACI sont les suivantes:

  • Hauteur totale (\(h )): C'est le premier paramètre qui ne dépend que des besoins du projet (mesuré du bas de la base au sommet de la tige).
  • Largeur du socle (\(b_{cdot K_a}\)): Entre 0.4 et 0.7 de la hauteur totale
  • Largeur des orteils (\(b_{doigt de pied}\)): Entre 1/4 et 1/3 de la largeur de base
  • Épaisseur du socle (\(t_{cdot K_a}\)): Entre 0.07 et 0.1 de la hauteur totale et supérieure à \(0.3 m (12 dans.)\)
  • Épaisseur du fond de la tige (\(t_{vapeur, \; btm}\)): Entre 0.07 et 0.12 de la hauteur totale
  • Épaisseur supérieure de la tige (\(t_{vapeur, \; Haut}\)): Le minimum \(0.2 m (8 dans.)\), \(0.25 m (10 dans.)\) préféré

Exemple de conception de mur de soutènement en béton Skyciv montrant les dimensions ACI recommandées

Contrôles de stabilité

La stabilité d'un mur de soutènement est assurée une fois certaines exigences satisfaites. Chacune de ces exigences et le facteur de sécurité recommandé selon l'ACI sont les suivants:

  • Échec de renversement: Le mur de soutènement peut se renverser autour du coin inférieur gauche de sa base. Cet effet est dû au moment généré par les charges appliquées contre la tige (composantes horizontales de la pression du sol et de l'effet de surcharge) et est contrebalancée par toutes les charges verticales (poids propre et composantes verticales de la pression). Dans un précédent article, nous avons entièrement travaillé sur un exemple de calcul du moment de renversement. Le facteur de sécurité traditionnellement recommandé est:

\(FS_{renversement} \gq 2.0\)

Si le facteur de sécurité contre le renversement est trop faible, la géométrie du mur doit être modifiée en augmentant ses dimensions afin que la charge verticale soit plus élevée.

  • Échec de glissement: Le mur de soutènement peut coulisser le long de sa base. Ceci est entraîné par les mêmes charges horizontales qui ont tendance à renverser le mur, et sont supportés par la force de frottement générée entre la surface inférieure de la base et le sol de la sous-structure. Dans un précédent article, nous avons entièrement travaillé sur un exemple de calcul du facteur de sécurité glissant. Le facteur de sécurité traditionnellement recommandé est:

\(FS_{glissement} \gq 1.5\)

Dans le cas où le facteur de sécurité contre le glissement est trop faible, une possibilité est d'allonger la base mais au cas où il y aurait des limitations pour le faire, l'ajout d'une clé de cisaillement pourrait aider.

  • Défaillance de roulement: La pression maximale admissible du sol de la sous-structure peut être dépassée par la pression que le mur applique au sol. Le facteur de sécurité traditionnellement recommandé est:

\(FS_{palier} \gq 3.0\)

Dans ce cas, si le facteur de sécurité est trop faible, l'option est d'allonger la base pour que la pression se répartisse mieux.

Un autre article décrit en détail ces exigences de stabilité et les contrôles de stabilité de tout mur de soutènement peuvent être effectués à l'aide de SkyCiv Logiciel de calcul de mur de soutènement.

Exemple de conception de mur de soutènement en béton Skyciv montrant les résultats des contrôles de stabilité

 

Contrôles de conception

Le principe de base pour la conception du mur de soutènement est que la résistance de conception à la flexion et au cisaillement de la tige et de la semelle en béton armé doit être au moins égale au moment et au cisaillement pondérés déterminés à partir de l'analyse..

  • le mur tige est conçu comme un porte-à-faux, fixé au pied. Les charges considérées pour la conception de cet élément comprennent la charge axiale due à son poids et les forces de frottement du remblai qui agissent sur la tige du mur. aditionellement, la flexion due aux charges verticales excentrées, charges supplémentaires, et la pression latérale de la terre doit également être prise en compte. Ignorer les charges axiales agissant sur la tige du mur peut être conservateur puisque de petites charges dans cette direction ont tendance à augmenter la résistance au moment du mur selon l'équation d'interaction.
  • le plinthe s'étend normalement des deux côtés de la tige s'il n'y a pas de contraintes physiques telles que la limite de propriété ou une structure existante. La projection de la semelle sous le sol retenu est connue sous le nom de talon et est conçue pour supporter tout le poids du sol au-dessus., surcharges et si le remblai est incliné, la composante verticale de la pression du sol est également supportée par la semelle. Dans le cas où la semelle s'étend également loin du sol retenu, cette partie est connue sous le nom d'orteil. Les sections critiques pour le calcul de la résistance à la flexion de la pointe et du talon sont les faces avant et arrière de la tige du mur, et pour calculer la résistance au cisaillement, les sections critiques sont prises à distance de la face avant et arrière de la tige.

Références

Le manuel de conception du béton armé, ACI SP-17(14), Vol. 2

Calculatrice de mur de soutènement

SkyCiv propose un calculateur de mur de soutènement en béton gratuit qui vérifiera le moment de renversement et effectuera une analyse de stabilité sur vos murs de soutènement.

Logiciel de mur de soutènement

Le logiciel de mur de soutènement SkyCiv aide les ingénieurs à concevoir des murs de soutènement en porte-à-faux et par gravité et convient au calcul de murs en blocs ou en béton. La version payante affiche également les calculs complets, afin que vous puissiez voir étape par étape, SkyCiv propose un calculateur de mur de soutènement gratuit qui calculera la pression latérale de la terre sur le mur, glissement, SkyCiv propose un calculateur de mur de soutènement gratuit qui calculera la pression latérale de la terre sur le mur!

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