Quelles sont les causes du soulèvement des fondations ?

Quelles sont les causes du soulèvement des fondations ?

Le soulèvement de la fondation est un mouvement ascendant de la fondation dû à un sol expansif imbibé. 

Les facteurs qui conduisent à la saturation du sol sous une fondation sont les changements saisonniers d'humidité, l'aquifère souterrain ou les fuites dans les conduites souterraines. Il est indiqué que les pertes financières dues au soulèvement aux États-Unis sont plus importantes que celles causées par les tornades, les ouragans, les inondations et les tremblements de terre combinés. 

La principale cause du soulèvement des fondations dans un sol meuble, comme un sol expansif, est la variation de l'humidité du sol. Les variations de l'humidité du sol se produisent en raison des changements dans l'environnement du champ dus aux conditions naturelles et artificielles, et aux changements liés aux travaux de construction.

Les bâtiments plus légers avec des fondations plus minces sont plus susceptibles de souffrir du soulèvement des fondations que les structures plus lourdes avec des fondations épaisses. L'Association internationale des inspecteurs en bâtiment certifiés déclare que le sol peut exercer une pression allant jusqu'à 260 KN/m 2 contre la fondation en béton .

Quelles sont les causes du soulèvement des fondations ?

Condition environnementale

Les conditions environnementales sont l'une des raisons qui conduisent au soulèvement des fondations d'une structure. Les changements environnementaux suivants contribuent au soulèvement des fondations :

• Des changements climatiques dramatiques, par exemple, de longues sécheresses et de fortes pluies, provoquent des variations cycliques d'humidité, entraînant un mouvement vers le haut du bord d'une structure.
• Les variations du niveau de la nappe phréatique entraînent des modifications de l'humidité du sol , provoquant un gonflement du sol.
• Le soulèvement par le gel et les réactions chimiques comme les oxydations de la pyrite de fer font que le sol sous la fondation se dilate, créant une pression contre la fondation.

Les figures 1 à 3 illustrent la façon dont le sol argileux se dilate en présence d'humidité, entraînant le soulèvement des fondations.

Changements liés à la construction

Les changements suivants dans le processus de construction entraînent une augmentation de l'humidité du sol :

• L'évaporation naturelle de l'humidité de la zone couverte par la structure est réduite, ce qui entraîne une augmentation de l'humidité du sol sous la fondation.
• L'humidité du sol de la zone occupée par la structure est également augmentée en raison d'une réduction de la transpiration de l'humidité de la végétation, voir Figure-4 à Figure-6.
• L'enlèvement de grands arbres du chantier de construction peut augmenter l'humidité du sol, car l'humidité du sol était auparavant épuisée par le système racinaire des arbres. Ainsi, l'élimination de la source d'appauvrissement en humidité entraîne une accumulation et une augmentation de l'humidité dans la même masse de sol. 
• Un drainage insuffisant pour empêcher l' eau de surface de pénétrer dans la structure crée des flaques et une augmentation subséquente de l'humidité. Par exemple, les gouttières et les descentes pluviales endommagées créent des étangs autour de la structure, et l'eau se dirige vers le sol sous la fondation, ce qui augmente l'humidité du sol. Dans ce cas, le sol argileux se dilate et peut provoquer un soulèvement des fondations.
• L'infiltration dans le sol sous la fondation aux interfaces sol-fondation et à travers les excavations forées pour les sous-sols ou les fondations de puits entraîne une augmentation de l'humidité du sol sous la fondation.
• Lorsqu'un aquifère est exploité, l'eau souterraine monte et sature le sol sous la fondation, entraînant une expansion du sol et la génération d'une pression contre la fondation. 
• Le séchage du sol de fondation exposé dans les excavations et la réduction du poids de surcharge du sol augmentent la probabilité de soulèvement des fondations.

Figure-4 : Arbres avant le début du processus de construction

Figure 5 : Enlèvement d'arbres des chantiers de construction Transpiration et migration de l'humidité 

vers la zone racinaire Continuer

Figure 6 : Le sol se réhydrate et se soulève

Effets des activités dans le bâtiment sur l'humidité du sol 

1. L'assèchement du sol sous les zones chauffées d'une fondation comme les salles de fournaise provoque un rétrécissement du sol. En conséquence, un tassement des fondations se produit, ce qui peut être problématique pour l'entretien et, dans une large mesure, la sécurité de la structure. 
2. Les fuites des conduites d' eau et d'égout souterraines saturent le sol argileux autour de ces services publics, ce qui entraîne un soulèvement des fondations. 
3. La plantation et la croissance d'arbres à des distances inférieures à 1 à 1,5 fois la hauteur de l'arbre mature par rapport à la structure exacerbent le soulèvement cyclique des bordures.
4. L'eau des pelouses peut augmenter l'humidité du sol.

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