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Drainage des fondations

Une pente de finition et des drains de périmètre bien placés garderont le sous-sol au sec

par Brent Anderson, P.E.

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En tant qu’entrepreneur en béton, j’ai un intérêt direct dans la façon dont l’eau sur le site est contrôlée. L’eau souterraine et le ruissellement de la pluie et de la neige constituent une menace à la fois pour l’intégrité structurelle des fondations que je construis et pour l’espace de vie intérieur en sous-sol. Les sous-sols humides et les fondations fissurées sont difficiles à réparer après coup, mais un bon drainage du périmètre, tant au niveau du sol qu’au niveau des semelles, est un moyen simple et bon marché de prévenir les problèmes. Si vous suivez ces règles empiriques pour le nivellement du périmètre et les tuiles de drainage, vous dormirez tranquillement en sachant que les systèmes de contrôle de l’eau que vous avez enterrés aujourd’hui ne feront pas de bulles dans un rappel demain.

Les ruissellements de surface
Bien qu’une partie de la pluie poussée par le vent frappe le revêtement et s’écoule sur le sol, la plupart des ruissellements de surface proviennent du toit, et la quantité de ruissellement varie en fonction de la taille et du style du toit. Un toit à pignon dépose tout le ruissellement sur le sol sous l’avant-toit, avec peu de ruissellement aux extrémités du pignon ; un toit en croupe distribue le ruissellement plus uniformément sur tous les côtés (voir figure 1).

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Ruissellement d’un toit à pignon

Figure1. Ces deux toits couvrent environ 2 500 pieds carrés. Le toit à pignon dépose les eaux de ruissellement le long de deux côtés de la maison ; le toit en croupe répartit les eaux de ruissellement plus ou moins uniformément sur tous les côtés. Les noues du toit principal et les lucarnesconcentrent les eaux de ruissellement dans des zones plus petites sur le sol.
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Les eaux de ruissellement du toit de la hanche

Recoulement du toit

(à partir d’un toit de 2500 pi2.

Rainfall Rainfall Volume Volume Montant Rate (pieds cubes.) (pieds cubes) 1 po. par heure. 200 1500
1 po. par jour 200 1500
2 po. par heure. 400 3000
2 po. par jour 400 300

Note : Chaque pouce de pluie, qu’il tombe pendant une averse d’une heure ou pendant toute une journée, dépose 1 500 gallons d’eau sur le sol autour d’une surface de toit atypique de 2 500 pieds carrés. Pendant une tempête de pluie hivernale, chaque pied de neige fondante sur le toit ajoute 1 500 gallons supplémentaires.

En outre, les noues aux intersections principales du toit et les lucarnes peuvent concentrer le ruissellement dans une zone relativement petite sur le sol. Dans les climats froids, le ruissellement augmente considérablement pendant les orages de printemps, lorsque les températures plus élevées et la pluie se combinent pour faire fondre la neige à la fois sur le toit et sur le sol, ce qui ajoute à la quantité totale d’eau de surface qui doit être évacuée loin des fondations.

Pente du sol.

La plupart des problèmes d’eau dans les sous-sols peuvent être résolus en inclinant correctement le sol autour de la maison. La pente de finition doit s’éloigner de la fondation à raison de 1/2 à 1 pouce par pied sur 6 à 10 pieds. Un chapeau de 2 à 4 pouces de matériau argileux limoneux empêchera les eaux de ruissellement de s’infiltrer dans le remblai.

Une pente ne fonctionnera pas longtemps, cependant, si le remblai périphérique n’est pas compacté mécaniquement, ce qui est rare dans la construction résidentielle. Au lieu de cela,le compactage est laissé au hasard et se produit lentement sur une période de plusieurs mois ou années, selon le climat et le type de remblai utilisé. Les graviers et les sables percolent plus rapidement et peuvent se reconsolider plus rapidement, généralement entre trois mois et un an. Les limons et les argiles, qui ont une vitesse de percolation beaucoup plus lente, peuvent ne pas se compacter avant plusieurs années.

Dans les deux cas, cependant, le résultat est une pente négative qui dirige le ruissellement vers les fondations. Selon le type de remblai, tôt ou tard, le ruissellement submergera le système de drainage de la semelle, et les problèmes d’eau du sous-sol apparaîtront. Les remblais de limon ou d’argile, qui retiennent l’eau plus longtemps que le gravier ou le sable, peuvent rendre les fondations plus susceptibles de se fissurer sous l’action du gel ; une pression hydrostatique peut également se développer avec ces types de remblais, forçant l’eau à traverser le joint entre la dalle et la semelle. Il est rare que l’un de ces problèmes apparaisse immédiatement, mais à terme, vous serez confronté à un travail de réparation salissant et coûteux.

Les gouttières. Bien que les gouttières puissent réduire considérablement la surface totale du sol sur laquelle l’eau du toit s’écoule, il est crucial d’utiliser une amorce inclinée pour prolonger les tuyaux de descente le long du sol afin d’éloigner l’eau des fondations (figure 2).

Figure2. Les tuyaux de descente en pente doivent se déverser à au moins 10 pieds du mur de fondation.
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Descente pluviale avec puisard

Utiliser un tuyau de drainage solide pour acheminer les eaux de ruissellement d’un puisard en béton vers la lumière du jour ou un puits sec .
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Au contraire, un système de gouttière et de descente aggrave le problème de drainage enconcentrant toute la charge de ruissellement du toit dans quelques petites zones, généralement aux coins de la maison. Les tuyaux de descente doivent se déverser sur un terrain en pente à au moins 10 pieds des fondations. Si les tuyaux de descente se déversent directement dans un bassin de rétention en surface ou sous terre, les eaux de ruissellement collectées doivent être acheminées par un tuyau de drainage solide vers un puits sec ou vers la lumière du jour.

Gardez les gouttières dégagées des feuilles, des aiguilles de pin et de la glace. Le trop-plein des gouttières bouchées peut suivre le contour de la gouttière et saturer le soffite et le parement, se frayant souvent un chemin dans le mur et mouillant l’isolation, les cloisons sèches et le plancher. De même, les gouttières dans les climats froids peuvent favoriser la formation de barrages de glace, avec les mêmes résultats dommageables.

Hardscape.

Les trottoirs en béton ou en pavés peuvent également contrôler la percolation des eaux de ruissellement dans le remblai (figure 3).J’ai mesuré des réductions de la percolation des eaux de ruissellement de 300% à 500%.

Trottoir en béton ou en pavés


Figure3. Un trottoir en béton ou en pavés correctement incliné réduira la quantité d’eau de ruissellement qui percole à travers le remblai (en haut). Lorsque des plantes sont plantées sur le périmètre de l’aménagement paysager, améliorez le drainage en enterrant une feuille de polyéthylène sous le lit de la plante, avec des ouvertures découpées pour les racines (en bas). Attachez des tuiles de drainage perforées peu profondes à un tuyau solide pour acheminer l’eau vers la lumière du jour ou un puits d’infiltration.
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Lit végétal avec drain

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Encore une fois, l’aménagement paysager doit être suffisamment large pour couvrir toute la zone remblayée, et la surface doit être en pente en s’éloignant des murs de fondation.

Une technique moins coûteuse consiste à enterrer une feuille de polyéthylène dans un lit de plantes. Le poly doit recouvrir la tranchée de fondation remblayée et être en pente vers une tuile de drainage perforée posée parallèlement à la fondation. Utilisez des tuyaux pleins pour acheminer les eaux de ruissellement vers la lumière du jour ou vers un puits sec. Dans les zones paysagées, découpez des ouvertures dans lepoly pour accueillir les racines des plantes et des arbres.

Le poly enterré fonctionne bien, tant que le remblai a été compacté. Cependant, avec une pente négative, le poly dirige en fait l’eau vers le mur de fondation. Les racines des plantes et des arbres situés à proximité des fondations peuvent également aggraver les problèmes liés aux remblais non compactés, car leurs systèmes racinaires absorbent l’eau et obligent le sol à se reconsolider rapidement. En cas de sécheresse, les racines des arbres peuvent arracher une telle quantité d’humidité du sol que les fondations peuvent se tasser.

Drains de semelle périphérique
Les drains de semelle périphérique des fondations fonctionnent dans les deux sens. Non seulement ils transportent l’eau de pluie percolant vers le bas à travers le remblai loin de la fondation,mais ils soulagent également la pression hydrostatique excessive de la montée des eaux souterraines. En aidant le remblai à s’assécher plus rapidement, les drains périphériques correctement installés réduisent la pression latérale du sol, ce qui signifie que les murs de fondation peuvent être conçus pour utiliser des matériaux plus poreux et moins d’acier.

Il y a une bonne et une mauvaise façon d’installer un drainage périphérique.Malheureusement, de nombreux entrepreneurs de fondations et constructeurs de maisons travaillent avec un faux sentiment de sécurité, raisonnant que si les plaintes concernant des sous-sols qui fuient ne font pas surface dans la première ou les deux premières années après la réalisation d’un projet, leurs techniques de construction doivent fonctionner. Le fait est que les problèmes d’eau dans les sous-sols qui surviennent dans les douze premiers mois sont généralement liés à des défauts d’étanchéité. Les problèmes de tuiles de drainage prennent généralement plusieurs années à se développer. Ainsi, de nombreux entrepreneurs ont enterré des bombes à retardement qui finiront par leur exploser au visage.

Des trous en bas
Bien que les carreaux poreux à base de ciment soient encore utilisés aujourd’hui, la plupart des entrepreneurs résidentiels conviendront que les tuyaux en plastique perforés de 4 pouces de diamètre produisent des joints plus étanches et sont plus faciles à travailler. Cependant, tous ne seraient pas d’accord sur le sens dans lequel il faut placer les trous dans le tuyau lors de l’installation de drains de pied.

La réponse dépend du type de tuyau. Le PEHD (polyéthylène haute densité) souple est fendu sur tout le pourtour, et certains PVC rigides présentent un motif de trous sur toute la circonférence. Avec ces types de tuiles de drainage, il n’y a pas de bonne direction car il y a des ouvertures de tous les côtés.Les trous bouchés au fond sont dégagés par l’eau qui entre par les côtés et le dessus.

La tuile de drainage la plus populaire, cependant, est le PVC rigide qui a juste deux rangées parallèles de trous rapprochés sur sa longueur. L’approche classique consiste à poser ce type de dalles de drainage avec les trous orientés vers le bas, dans les positions five-oclock et seven-oclock. Cela permet à une nappe d’eau montante d’entrer dans le tuyau à son point le plus bas.

Tissu filtrant. Bien que la pression hydrostatique aide à chasser le limon du tuyau, tous les carreaux de drainage enterrés doivent être entourés de gravier grossier ou de pierre concassée, et enveloppés d’un matériau filtrant. Sans filtre, le limon contaminera la pierre et finira par entrer et boucher les trous du tuyau (figure 4).

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Figure 4. Sans filtre pour empêcher le limon de contaminer la pierre environnante, les tuyaux de drainage peuvent devenir inutiles en quelques saisons seulement (à gauche). Les tuyaux pré-enveloppés ou calés avec un matériau filtrant empêcheront les carreaux de drainage de se boucher (ci-dessus).

Divers géotextiles sont disponibles en rouleaux, et des tuyaux pré-enveloppés ou calés fabriqués avec un manchon filtrant déjà en place sont également disponibles.

Emplacement des carreaux de drainage

Le papier filtre et les perforations correctement orientées ne garantissent cependant pas que les carreaux de drainage fonctionneront. Le tuyau doit également être installé avec soin et au bon endroit par rapport à la semelle et à toute dalle intérieure.

D’un point de vue purement technique, l’endroit idéal pour poser des carreaux de drainage extérieurs est le long de la semelle, car l’eau d’une nappe phréatique montante entre plus tôt dans le tuyau (figure 5).

Tuyau égal au sommet de la semelle

Figure5. Le meilleur emplacement pour un tuyau de drainage rigide est le long de la semelle.Les exigences minimales pour la couverture de pierre dépendent du fait que le tuyau soit au même niveau que le haut de la semelle (haut) ou le bas (milieu). Dans les deux cas, le dessus de la dalle intérieure doit être au moins 6 pouces au-dessus du dessus de la dalle de drainage.Le tuyau peut être posé de niveau ou légèrement incliné.Lorsque la dalle de drainage doit être située plus bas que le bas de la semelle (bas), évitez de saper la semelle en maintenant le tuyau à l’extérieur d’un angle de 60 degrés mesuré à partir du coin de la semelle. Cet emplacement nécessite également un recouvrement en pierre plus important pour le tuyau.
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Tuyau au bas de la semelle

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Tuyau sous la semelle

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La dalle de drainage n’a pas besoin d’être inclinée, bien qu’une légère pente aide à maintenir le tuyau libre de limon et d’argile (en particulier lorsque le tuyau n’a que deux rangées de trous au fond). Évitez toutefois d’essayer d’incliner une tuile de drainage souple, car vous pouvez créer par inadvertance des creux et des affaissements qui finiront par recueillir le limon et boucher le tuyau (figure 6).

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Figure 6. Quel que soit le type de tuyau utilisé ou sa forme, les tuyaux de drainage non filtrés peuvent facilement être bouchés par du limon et de l’argile (à gauche). Les racines à la recherche d’eau des arbres qui poussent à proximité des fondations peuvent également obstruer complètement les drains périphériques (à droite).

En fait, les tuiles de drainage ondulées peuvent entraîner une défaillance prématurée du système de drainage. Ce problème est plus prononcé lorsque les arbres poussent près des fondations, car le limon humide et l’argile qui s’accumulent dans les points bas deviennent des cibles pour les racines d’arbres à la recherche d’eau en période sèche ou dans les climats secs. En un laps de temps relativement court, les racines des arbres peuvent complètement boucher les carreaux de drainage.

Certains entrepreneurs créent une élévation encore plus basse pour les carreaux en creusant une petite tranchée à côté de la semelle. Pour éviter de saper la fondation, cependant,la plupart des codes exigent que la tuile soit placée à l’extérieur d’un angle de 60 degrés par rapport à la semelle.

La tuile de drainage peut également être placée sur le dessus de la semelle. L’avantage ici est que la tuile sera aussi de niveau que la semelle une bonne stratégie lorsqu’on utilise un tuyau flexible (figure 7).

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Figure 7. Pour empêcher les carreaux de drainage souples de développer des points bas qui recueilleront le limon, placez-les sur le dessus des semelles, en vous assurant que le haut du tuyau n’est pas plus haut que le haut de la dalle intérieure.

Mais ce placement plus haut ne contrôle pas aussi efficacement une nappe phréatique montante et peut nécessiter de relever l’élévation de la dalle intérieure.

Produits de drainage spécialisés. Aujourd’hui, il existe plusieurs produits sur le marché, comme Form-A-Drain(CertainTeed Corp, P.O. Box 860, Valley Forge, PA 19482 ; 800/233-8990;www.certainteed.com), qui fournissent à la fois le coffrage de la semelle et le carreau de drainage(Figure 8).

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Figure 8.Les coffrages de semelle à demeure Form-A-Drain assurent un drainage périphérique de niveau et ont une capacité plus importante que les systèmes de tuyaux (à gauche). Pour contrôler la pression hydrostatique, des panneaux de drainage à fossettes fixés contre le mur de fondation acheminent l’eau du remblai vers les drains périmétriques (à droite).

Ces systèmes garantissent non seulement que le système de drainage est de niveau, mais ils offrent souvent une plus grande capacité d’écoulement que les systèmes de tuyaux traditionnels.

Sur les sites où une nappe phréatique exceptionnellement élevée crée une pression hydrostatique intermittente sur les murs de fondation, les feuilles à fossettes peuvent être utilisées en même temps que les carreaux de drainage standard. Ces systèmes de membranes fournissent une barrière étanche à l’eau tout en dirigeant l’excès d’eau souterraine de plus haut sur les murs de fondation vers les drains de périmètre.

Évacuation de l’eau collectée
La capture de l’eau souterraine dans un système de drainage de périmètre n’est que la moitié de la bataille une fois que vous avez collecté l’eau dans le carreau de drainage, vous devez l’évacuer quelque part. Le rejet de l’eau dans les réseaux d’égouts sanitaires est généralement illégal, ce qui laisse deux moyens de base pour se débarrasser de l’eau : Sur les sites en pente, vous pouvez prolonger les tuyaux de drainage non perforés jusqu’à la lumière du jour et rejeter l’eau sur le sol ; sur les sites plats, vous pouvez collecter l’eau dans un puisard et la pomper vers une zone de décharge éloignée du sous-sol.

Décharge par gravité. Deux éléments sontcritiques pour le bon fonctionnement d’un système de drainage par gravité. Premièrement, bien que la dalle de drainage perforée autour de la fondation elle-même puisse être de niveau, la tuyauterie solide allant de la fondation à la lumière du jour doit avoir une pente de 1/16 à 1/8 de pouce par pied. Deuxièmement, l’extrémité ouverte de la conduite d’évacuation doit empêcher les rongeurs, les grenouilles, les serpents et les reptiles d’y pénétrer. Une méthode consiste à couvrir l’extrémité exposée du tuyau avec une toile de quincaillerie de 1/4 de pouce. Alternativement, vous pouvez enterrer l’extrémité du tuyau dans de la pierre concassée, ce qui permettra à l’eau de s’infiltrer sous le niveau du sol.

Décharge par pompage. Alors que la décharge par gravité à la lumière du jour est bon marché et facile, je recommande d’installer un panier de puisard comme une sauvegarde. Un puisard submersible situé au fond du panier de puisard se raccorde à un tuyau ou à un système de tuyaux rigides qui achemine l’eau recueillie hors du sous-sol.Si vous prévoyez le panier de collecte au moment de la mise en place de la fondation et de la dalle, la pompe et la tuyauterie d’évacuation peuvent être installées plus tard si nécessaire.

Le panier de puisard devrait être situé à l’intérieur de la fondation, où il peut capter l’eau souterraine qui monte sous la dalle. Sur un site plat où toutes les eaux souterraines doivent être pompées, l’eau des drains périphériques doit également être dirigée vers le puisard par des manchons de drainage dans la semelle (figures 9a &9b).

drain9b.jpg (6869 bytes) Figure 9a. Un panier de puisard intérieur récupère l’excès d’eau s’écoulant dans les manchons du pied.

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Figure 9b. Une pompe submersible reliée à un tuyau ou à un tube rigide évacue l’eau sur le sol, loin des fondations.

Pour éviter d’avoir à creuser plus tard, veillez à placer des manchons avant de couler les semelles. Utilisez un tuyau de 4 pouces de diamètre et espacez les manchons de 6 à 8 pieds sur tout le périmètre de la semelle. Dans les cas particuliers où la dalle est placée à un pied ou plus au-dessus du sommet des semelles, vous pouvez placer des manchons dans le mur de fondation. Bien que l’eau passant par les manchons ou sous la semelle trouvera généralement le panier de puisard par elle-même, je recommande un tuyau de drainage intérieur sur le périmètre, se terminant dans le panier de puisard.

Brent Anderson possède et exploite Brent Anderson Associates, une entreprise de sous-traitance et de conseil en béton à Fridley, Minn..

Cet article a été fourni par www.jlconline.com. JLC-Online est produit par les rédacteurs et les éditeurs du Journal of Light Construction, un magazine mensuel au service des constructeurs résidentiels et commerciaux légers, des rénovateurs, des concepteurs et d’autres professionnels du métier.

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