Brevet FR2000530A1 — publié le 19690912

i 2000530 La présente invention concerne un procédé d'exécution de constructions dans le sol, en particulier de parafouilles, de fondations et de murs, à partir de la surface du sol ou de l'intérieur d'un chantier ou bien à partir du niveau de l'eau, ainsi 5 que l'installation servant à la mise en pratique dudit procédé. Les procédés connus de mise en oeuvre d'écrans consistent à effectuer une excavation par havage, qui sera ci-après dénommée simplement "havage",sous écran de suspension d'argile et d'eau à propriétés thixotropes, à partir de la surface du sol, à 10 extraire vers la surface le produit abattu au moyen d'opérations mécaniques ou hydromécaniques connues, à mettre en dépôt le sol en tranchées ou tas en vue d'une filtration éventuelle de la suspension d'argile et d'eau qui s'y trouve contenue, à compléter dans l'excavation même la suspension qui la soutient à l'aide 15 d'une nouvelle suspension, contenant des composants générateurs de structure tels que du ciment, du sulfate d'aluminium, du sulfate de calcium et autres constituants qui, après sédimentation en présence d'une charge, constituent une matière rendant étanche l'écran et peuvent, pour des proportions de composants convenable-20 ment choisies, constituer l'élément de charge pour les constructions effectuées dans le sol. Ces matières sont préparées, en principe, dans des ensembles de fabrication séparés le plus souvent situés au voisinage des constructions à exécuter; leurs composants peuvent être mélan-25 gés directement dans un déblai au moyen d'un agencement rotatif séparé. Ces procédés sont mis en oeuvre au moyen de dispositifs connus de forage par fraisage ou de havage par fraisage et au moyen de divers agencements auxiliaires de mélange de pompage hy-30 draulique et autres, transportant le sol excavé vers des tas ou des décanteurs et amenant la suspension d'argile et les matières d'étanchéité dans une tranchée effectuée sous un écran .de suspension d'argile et d'eau. L'inconvénient de ces procédés réside dans l'importance 35 de leurs frais et dans leur complication; ceci résulte de l'usage d'une suspension coûteuse d'argile dans l'eau sur les longues sections d'une tranchée, cette suspension devant être préparée dans ce but en quantités élevées. On peut considérer aussi qu'il y a inconvénient à devoir utiliser divers dispositifs auxiliaires 40 pour transporter un terrain excavé vers les tas ou dans les dé- 69 01024 2 20:00530 canteurs, ainsi qu'à devoir préparer la suspension et la transporter dans une tranchée en cours d'exécution. L'invention a pour but de diminuer les frais des diverses constructions effectuées dans le sol et de simplifier leur 5 réalisation. Pour atteindre ce but, il faut diminuer au minimum la quantité de suspension d'argile utilisée pour maintenir stables les parois de la tranchée et éliminer l'extraction et le transport du terrain à partir d'une tranchée qui se trouve en cours 10 de réalisation. On résoud ce problème technique, selon l'invention, en limitant l'espace découvert de la tranchée jusqu'à une très courte section d'outil, ou section de havage, et en utilisant directement le terrain excavé comme composant de la matière d'écran. 15 L'invention consiste à réaliser les constructions dans le sol au moyen d'un seul dispositif de havage et mélange qui, en creusant une excavation étroite, agite simultanément le terrain abattu avec une suspension d'argile dans l'eau ou de ciment dans l'eau et dépose la matière ainsi préparée à l'intérieur de la 20 tranchée; on réduit ainsi l'espace découvert de la tranchée à une section de havage très courte. Dans certains cas, au lieu d'utiliser une suspension d'argile dans l'eau, on se sert d'une suspension de ciment dans l'eau. D'après les expériences qui ont été faites, cette dernière 25 joue un rôle identique si on la dose de façon convenable sous les lames de coupe et mélange du dispositif de havage. Conformément à l'invention, au cours d'une taille, le terrain est mélangé par des lames mélangeuses du dispositif de havage et mélange à une suspension d'argile ou ciment dans l'eau; 30 ce mélange se fait en cas de besoin avec des composants formateurs de structures et d'étanchéité et avec des additifs chimiques. Le terrain est ensuite chassé des lames du côté arrière du dispositif par un courant de suspension d'argile ou ciment dans l'eau, ou bien éjecté des lames par un mécanisme quelconque de nettoyage 35 situé à l'intérieur du dispositif. Le dépôt de la matière d'étanchéité à base de terrain et d'argile ou de terrain et de ciment s'effectue sous le niveau de la suspension d'argile ou ciment dans l'eau qui remplit la tranchée sur une très courte section de havage. 40 Un dépôt sous l'eau des matières précitées dans l'espa 69 01024 3 2000530 ce délimité par la tranchée élimine le phénomène néfaste qui se manifeste par "suspension" des grains dans la matière à base d'argile ou ciment dans l'eau; la sédimentation des composants des matières s'effectue ainsi de façon avantageuse. 5 On met en oeuvre le procédé selon l'invention au moyen d'un seul dispositif de havage et mélange contenant l'ensemble des mécanismes nécessaires pour abattre, transporter et mélanger le terrain, ainsi que pour déplacer l'installation. Pour mélanger et redéposer le terrain soumis à l'abat-10 tage à l'aide des lames et des pics de havage, avec des suspensions d'argile ou ciment dans l'eau, on peut introduire ces suspensions dans la tranchée par deux distributeurs tubulaires perforés; selon l'invention, le châssis du dispositif de havage est muni de ces distributeurs, qui lui sont fixés en longueur et pos-15 sèdent des amenées pourvues de vannes situées à la surface du sol et des orifices de sortie répartis sur la longueur totale du dispositif. Conformément à l'invention, on introduit sous la pression d'une pompe, par les orifices de sortie du premier distribu-20 teur perforé, qui est frontal, la suspension d'argile ou ciment dans l'eau directement sous les taillants des lames du dispositif de mélange et sous les couteaux d'abattage qui, par taille, effectuent un mélange intime des suspensions avec le terrain abattu. On peut en même temps introduire selon l'invention sous 25 pression grâce à la pompe, par les orifices du second distributeur perforé, situé en arrière, une suspension d'argile ou ciment dans l'eau; celle-ci chasse des lames de mélange et des couteaux d'abattage les matières d'étanchéité à base de terrain et d'argile ou de terrain et de ciment ou celles de charge, en les amenant à 30 leur emplacement de dépôt dan? la tranchée. Parfois, au lieu de chasser ces matières des lames de mélange au moyen d'un distributeur perforé arrière,onles «n sépare selon l'invention à l'aide d'éjecteurs hydrauliques à jet situés au-dessus de la chaîne de havage et mélange du côté arrière du 35 dispositif, près de cette chaîne. Dans ces deux cas, l'élimination de la matière à base de terrain et d'argile ou ciment des lames de mélange et des pics de havage entraîne le déplacement et l'introduction de la matière vers l'endroit prévu pour son dépôt, l'extraction du terrain 40 abattu vers la surface n'étant pas nécessaire. 69 01024 4 2000530 Il est utile, dans certains cas, d'abaisser le dispositif de havage au-dessous de la surface du sol afin de placer sa roue supérieure sous le niveau de la matière à suspension d'argile ou ciment dans l'eau qui remplit la tranchée; il est utile, 5 parfois aussi, de changer le sens du mouvement de la chaîné de havage et mélange. Dans ce cas, le terrain abattu et mélangé à la suspension d'argile ou ciment dans l'eau est transporté par une roue d'entraînement, puis chassé des lames sur le côté arrière du dis-10 positif de havage dans la tranchée, au moyen d'un conduit d'élimination perforé ou d'un éjecteur à jet. L'avantage principal de l'invention réside dans la simplification de l'ensemble du procédé de construction d'écrans, ainsi que dans la possibilité d'adapter le dispositif à des con-15 ditions quelconques de terrain,, ce qui s'effectue par changement de ses divers éléments ou ensembles opératoires; ainsi, en présence de conditions de terrain variables, le procédé peut être mis en oeuvre au moyen d'une seule installation à rendement élevé. D'après un autre avantage, grâce à l'usage rationnel du 20 travail de tous les mécanismes et ensembles de l'installation, la consommation d'énergie et l'exigence en personnel sont inférieures à celles des installations connues de havage par fraisage et de forage par fraisage. La description qui va suivre, en regard des dessins 25 annexés, fera bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente en coupe une élévation schématique d'un dispositif de havage et mélange dont la chaîne opère en butte, c'est-à-dire ici en sens horaire. 30 La figure 2 représente en coupe une élévation identique d'un dispositif dont la chaîne opère en fouille, c'est-à-dire en sens anti-horaire. Les figures 3 et 4 représentent respectivement des élévations en coupes longitudinale et transversale d'un dispositif 35 de taille et mélange, muni de roues de fraisage. La figure 5 est une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif de havage et mélange et de son mécanisme de commande, qui rend possible de disposer le plan de havage sous un angle variant de 0 à 90° par rapport au plan du terrain. 40 Comme le montre la figure 1, l'installation servant à 69 01024 5 2000530 la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend une plateforme 1, un dispositif de havage 2 fixé à cette plateforme de façon pivotante et un mécanisme à vérin ou vis 5 qui relie la plateforme au dispositif de havage, en leur étant articulé à ses 5 extrémités. Des ensembles d'entraînement de la chaîne de taille et mélange et de marche de la plateforme 1 sont fixés à cette dernière. Un moteur d'entraînement 4, par l'intermédiaire d'une transmission bilatérale 5 à l'aide de chaînes et de roues à em-10 preintes ou à l'aide d'un arbre de commande doté d'une transmission à cone ou à vis sans fin, met en mouvement horaire pour travail en butte la chaîne de taille et mélange 6 qui est disposée sur deux roues dentées, à savoir un barbotin 7 et une roue de renvoi 8 à son extrémité inférieure. 15 Le bâti du dispositif de havage, conformément à l'inven tion, est muni de deux distributeurs perforés sous pression, à savoir un distributeur frontal 9 par lequel on amène sous pression une matière sous forme de suspension d'argile ou ciment dans l'eau, en vue de mélanger cette matière au terrain abattu, à l'ai-20 de des lames de mélange, et un distributeur arrière 10 par lequel on fait venir sous pression une matière sous forme de suspension également d'argile ou ciment dans l'eau, en vue d'éliminer la matière préalablement mélangée et de la conduire vers l'endroit fixé de dépôt dans la tranchée. 25 Les distributeurs tubulaires 9 et 10 sont raccordés aux pompes de pression 11 au moyen de conduits flexibles et élastiques 12 et 13. On a indiqué à l'aide d'une flèche 14 le sens de déplacement horizontal de l'installation. On a indiqué sur la figure 2 le travail en fouille de la 30 chaîne du dispositif de havage, au cours d'un enfoncement complet du dispositif dans le sol. La courroie ou chaîne 15 transmet un mouvement d'entraînement à l'axe du barbotin 7 de la chaîne de havage et mélange, ce barbotin étant plongé sous le niveau de la matière en suspen-35 sion d'argile ou ciment dans l'eau qui remplit la tranchée préliminaire 16 et l'espace de havage 17* Le produit abattu, après son mélange avec la suspension d'argile dans l'eau ou de ciment dans l'eau, qui est amenée sous pression dans le distributeur frontal 9 par la conduite flexible 40 13, est transporté par les lames vers le sommet du barbotin 7 et, 69 01024 2000530 ensuite, éliminé au moyen d'une pompe foulante 11, du conduit 12 et du distributeur 10 à l'emplacement de dépôt ou sédimentation dans la tranchée 18. On a indiqué à l'aide des flèches 19 la zone d'élimination et de mise en dépôt de la matière à l'intérieur de 5 la tranchée. Dans l'exemple des figures 3 et 4, le dispositif de taille et mélange 2 est muni de deux roues de fraisage 21 ou plus, qui rendent possible une excavation en trajectoire quelconque 22, en vue de déplacer facilement et sans risque de heurt une liaison 10 2J à un mécanisme hydraulique ou à un mécanisme à vis, qui relie le dispositif de havage à la plateforme de l'installation. La figure 3 représente aussi un éjecteur hydraulique à jet 24 et une conduite flexible et élastique 25 qui permettent d'amener sous pression une suspension d'argile ou ciment dans l'eau, conformé-15 ment à la flèche 26, et qui sont ici utilisés, pour éliminer la matière des lames de mélange et des couteaux d'abattage en remplacement du distributeur perforé arrière 10. Le nombre de référence 27 indique l'élargissement de la tranchée qui est creusé par les roues de fraisage 21. 20 Sur la figure 5, l'installation est munie selon l'in vention d'un mécanisme d'orientation 28 qui rend possible de disposer le plan de havage sous un angle variant de 0 à 90° par rapport au plan du terrain. Ce mécanisme d'orientation 28 se compose d'un logement avec des moyens d'accrochage réglables 29 et d'un 25 mécanisme d'entraînement du type à vis sans fin 30, qui rend possible de transmettre un entraînement aux barbotins, indépenda«aënt de l'angle d'inclinaison de la surface. 69 01024 7 2000530 - REVENDICATIONS - 1. Procédé d'exécution de constructions dans le sol, en particùlier de parafouilles, à partir de la surface du sol, de l'intérieur d'un chantier ou du niveau de l'eau, avec des matiè-5 res à base d'argile et du terrain abattu ou de ciment et dudit terrain, caractérisé par le fait que l'abattage du terrain, son mélange avec des composants de prise et sa redisposition dans la tranchée s'effectuent simultanément au moyen d'une même installation. 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la zone d'abattage du terrain, on introduit du coté frontal d'un dispositif de havage une matière en suspension à base d'argile et d'eau ou de ciment et d'eau, on la mélange au terrain abattu et, ensuite, on l'élimine dans la tranchée du coté 15 arrière du dispositif de havage et mélange. 3. Procédé selon les revendications1 ou 2, caractérisé par le fait que l'amenée de la matière en suspension au coté frontal et au coté arrière du dispositif de havage s'effectue sous pression. 20 4. Installation de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3» comportant une plateforme sur laquelle est fixé de façon pivotante un dispositif de havage, ainsi que des ensembles d'entraînement et de transmission, caractérisé^ar le fait que le châssis du dispositif de havage 2 est muni de deux 25 distributeurs perforés disposés en long chacun d'un coté, à savoir un distributeur frontal 9 et un distributeur arrière 10 possédant des organes d'amenée et des orifices de sortie, situés vers les lames de mélange et vers les couteaux de taille. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée 30 par le fait que le dispositif■de havage,de taille et mélange 2 possède sur ses surfaces latérales deux roues dentées 21 ou plus, qui permettent d'augmenter localement la largeur du dispositif et, par conséquent, de déplacer sans risque de heurt une liaison 2J> d'un système hydraulique ou une liaison d'un mécanisme à vis 3> 35 qui relie le dispositif à la plateforme de. l'installation. 6. Installation selon les revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait que la plateforme 1 et le dispositif de havage 2 sont reliés par un mécanisme hydraulique ou un mécanisme à vis 3, destinés à exercer une pression réglée sur le dispositif de 40 havage., les extrémités du mécanisme 3 étant articulées à la plate 69 01024 8 2000530 forme 1 et au châssis du dispositif de havage 2. 7. Installation selon les revendications 4 à 6, caractérisée par le fait qu'on fixe à la plateforme 1 un mécanisme d'orientation 28 qui permet de disposer le plan de la tranchée avec un angle variant entre 0° et 90° par rapport au plan du terrain, ce mécanisme comprenant un logement avec des moyens d'accrochage réglables 29 et un mécanisme d'entraînement à vis sans fin 30 qui transmet l'entraînement au barbotin du dispositif de havage 2.