Brevet FR2006520A1 — publié le 19691226

les procédés de fabrication des pieux sur le chantier, quand on réalise avec eux des fondations, sont déjà largement connus sous différentes formes d'exécution et, notamment, sous la forme spéciale à pieux en béton coulé sur place avec ou sans armatures. Ces pieux transmettent les forces, selon leur procédé de fabrication, non seulement par frottement, mais aussi par cisaillement, au moyen du contact intime avec le terrain dans les zones extérieures du pieu. Les charges peuvent ainsi titre reportées au sol sur lequel on construit par des contraintes de cisaillement dans les zones marginales du pieu et les éléments de terrain qui lui sont adjacents. De plus, elles sont bien sûr transmises par la résistance du sabot du pieu s'opposant à tout enfoncement ultérieur (charges de compression). I1 est plus particulièrement connu, pour fabriquer sur place des pieux de fondation à construction composite, de battre tout d'abord dans le sol un fourreau creux à sabot perdu, puis de retirer ce fourreau en coulant du béton, du mortier ou les deux à la fois dans le vide apparu lors de son Ponçage et de son retrait ultérieur, tandis que le sabot reste dans le soi. Le fourreau, obturé à sa base par Re sabot, est alors battu dans le sol. On met en place dans le fourreau une rois enfoncé une cage d'armature et on effectue, pendant le retrait du fourreau, un remplissage oontinu par béton ou mortier du vide qui se crée lors de son fonçage et de son retrait ultrieur. Le fourreau, dans le cas le plus simple, est constitué par un tube ou un corps creux, formé à partir de pro- filés laminés ou autres à section quelconQe. Ces dispositions connues ne sont pas exemptes d'inconvénients. En particoulier, on n'est pas sûr que le pieu on béton ainsi formé sur le chantier réponde au point de vue statique à toutes les exigences. En effet, il est d'une part difficile de contrôler si le béton est dépourvu d'impuretés et de défauts; d'autre part, la cage d'armature introduite sur le chantier prend rarement dans le pieu en béton la position qui lui est prescrite pour des raisons statiques. De plus, il est impossible d'affirmer exactement quelle est la transmission des forces entre le pieu en béton et le sol qui l'entoure. Quand on retire le fourreau, 1 faut employer des forces considérables dont les réactions doivent s'appuyer en un certain endroit. Dans le cadre des dispositions connues, ces réactions ne peuvent s'appuyer que sur la surface du sol qui entoure le fourreau et qui, précisément là où l'on utilise des fondations à pieux, est souvent non porteuse ou ne l'est que difficilement. Ceci provoque des difficultés au montage. Dans un autre procédé, dépourvu de ces inconv4- nients, le fourreau reste en quelque sorte à titre de pieu de fondation dans le sol et son espace vide est bourré non lors du retrait, mais dès le remplissage total ou partiel par du mortier ou de béton. On ne peut cependant en tirer auoune amélioration pour le procédé décrit en premier lieu.Il est du reete parois gônant de devoir souvent donner au feurreau des dimensions correspondant non eulement aux charges statiques de construction, mais aussi aux contraintes de battage qu'il doit reprendre ot qui sont très importantes selon les conditions du sol at, par conséquent, de devoir lus donner des dimensions excessives pour le rle statique de la fondation. La présente invention a notamment pour but de rendre, dans le premler procédé déerit, le pi@u satisfaisant à tous égards au point de vue statique et, aussi, de permettre de le concevoir de manière bien précise selon les contraintes statiques qu'il doit supperter. Dans une forme de réalisation préférée, on veut en même temps faciliter le retrait du fourreau et parvenir à prévoir la transmission effentive des forces entre le pieu et le sol qui l'entoure. L'invention concerne un procédé de fahrication @ur le chantier de pioux composites de fondetion, par lequel on bat tont d'abord dans le sol un fourreau oreux à sabot perdu et par lequel, ensuite, on retire le fourreau, avse apport de béten, de mortier ou des deux à la fois dans le vide apparu lors de son battage et de son retrait ultérieur. Selon l'invention, on pose dans le fourreau cre@x, sur le sabot perdu, une me de pieu préfabriquée que l'on rattache au sol envlronnant avant, p@nd@nt et/ou après le retrait du fourreau, par apport de mortier, de béton ou des deux à la fois lors dudit retrait. Par âme, on désigne dans le cadre de l'invention la partie du dispositif qui reprend les charges de construction; c'est donc pour ces charges et non pour les contraintes de battage qu'telle doit être conçue et dimensionnée. L'âme est ancrée dans le sol, par ce procédé, au moyen du mortier ou béton qui l'entoure par solidarité au cisaillement. Elle peut alors, dans un mode de réalisation préféré, remplir des fonctions supplémentaires, à savoir faciliter le retrait du fourreau. A cet égard, il est préférable d'appuyer la réaction de la force de traetion qui su exerce quand on retire le fourreau sur ltFme, qui repose elle-meme sur le sabot. Au retrait du fourreau, les forces de frottement de celui-ci vis-à-vis du sol tassé au fonçage sont ainsi déterminées exactement et simplement par des appareils de mesure appropriés. C'est notamment le cas quand la section du sabot perdu ne dépasse pas celle du fourreau. Les forces de frottement, mesurées exactement, définissent la limite inférieure des charges de construction que supporte le pieu de fondation associé et sont en rapport précis, quoique variable selon le type du sol, avec les contraintes susceptibles titre reprises par la liaison de cisaillement. Les avantages obtenus grâce à ce procédé résident principalement dans l'assurance que le pieu ainsi fabriqué est au point de vue statique satisfaisant à tous égards. I1 est toutefois particulièrement avantageux, selon le mode de réalisation préféré qui a été mentionné, de ne plus devoir appuyer la réaction de la force de traction du fourreau sur la surface du sol qui, entourant le pieu, est le plus souvent peu porteur, mais au contrai- re de pouvoir reporter ladite réaction sur le sabot. Ceci rend d'une part beaucoup plus facile les travaux de montage lors du retrait du fourreau et permet d'autre part de prévoir exactement les contraintes que devra supporter le pieu une fois fabriqué. Il est enfin très avantageux de pouvoir opérer conformément à l'invention avec des dispositifs très simples. Un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est équipé tout d'abord d'un sabot, d'un fourreau et d'un appareil associé de battage; son fourreau est muni d'un conduit flexible ou rigide destiné à introduire le mortier, le béton ou les deux à la fois lors de son retrait. Selon l'invention, ce dispositif comporte au surplus une Sme préfabriquée qui, pouvant s'introduire dans le fourreau, comprend un organe de raccord ou de Jonction à la maçonnerie associée, ainsi qu'éventuellement des organes de liaison avec le sabot. L'âme peut titre préfabriquée en usine; on peut alors aisément être sûr qu'elle est propre à supporter tous les efforts pour lesquels elle est conçue et dimensionnée. Si elle est en béton armé, on peut s'assurer facilement, grâce à des appareils auxiliaires, comme des moules, des lits de serrage et autres appareils analogues, que toutes les exigences statiques sont remplies. On peut bien sur utiliser aussi des âmes précontraintes et ainsi rendues très propres à reprendre les efforts. On combine en genéral le dispositif conforme à l'invention à un appareil qui, destiné à retirer le fourreau, peut se poser sur la tette du pieu proprement dit. Stil faut que ce dispositif ne présente qu'une hauteur réduite, on construit le fourreau par assemblage de tronçons longitudinaux. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment la présente invention peut titre mise en pratique. La figure 1 est une coupe verticale d'un fourreau à sabot perdu conçu pour le procédé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de côté du fourreau de la figure 1. La figure 3 en représente la coupe A-A. La figure 4 représente un pieu de fondation construit avec le fourreau à sabot des figures 1 à 3. La figure 4a en est la coupe 3-B. Les figures 5 à r0 montrent différentes étapes du procédé, conforme à l'invention, de fabrication de pieux compo- sites. Le dispositif que reprósentent les figures 1 à 4 sert à fabriquer des pieux composites de fondation; on enfonce tout d'abord un fourreau creux 1 à sabot perdu 2 dans le sol 3 et, ensuite, on retire ce fourreau l avec apport de béton, de mortier ou de leur mélange 4 dans le vide du fourreau apparu lors de son fonçage et de son retrait ultérieur. Le dispositif se compose donc du sabot 2, du fourreau 1 et d'un appareil associé de battage 5, 6, 7, dont il a été indiqué seulement sur les figures 5 et 6 uné partie du -- montant 5, du mouton 6 et -- la tette de battage 7. Le fourreau 1 est équipé d'un conduit 8 flexible ou rigide, destiné à introduire le mortier, le béton ou bien leur mélange 4, quand on retire le fourreau l. On peut insérer dans ce fourreau une âme préfabriquée 9 qui comporte des organes de raccord ou de jonction à la maçonnerie attenante et aussi, dans cet exemple, des organes de liaison avec le sabot perdu 2. Il existe, combiné à l'âme 9, un appareil de traction du fourreau 1 qui peut se poser sur la tcAte de l'âme 9 et va être décrit plus en ddtail par la suite. On se rend compte, d'après les figures 1 et 3, que le fourreau creux 1 présente à l'intérieur des pièces de gui- dage 10 permettant de faire descendre l'âme 9 qu'on y introduits L'âme, dans cet exemple de réalisation, est un pieu préfabriqué massif en béton armé. Elle est con@ue pour de contraintes stati- ques dues à la maçonnerie associée. Mais elle peut pourtant être aussi exécutée sans difficulté sous forme d'âme creuse en béton armé. On peut par ailleurs utiliser aussi des zones en acier, les dimensions du pieu de fondation pouvant toujours se conformer aux efforts statiques qu'il lui faut aupporter. Le pieu offre sur son âem 9, dans cet exemple sur son côté extérieur, des éléments de liaison 11 au mortier, béton ou mélange 4 qui doit être ajouté, ces éléments assurant la liaison de cisaillement avec le sol 3 envlronnant, conjointement avec le mortier qui pénètre dans les zones de ce sol environnant. Par mortier ou béton 4, on désigne dans le cadre de l'invention tout mortier ou béton, indépendanment de leur liant particulier, qui peut ainsi e%re un liant hydraulique (ciment), un liant bitumineux ou même un liant à résine synthétique. Les organes de l'âme 9 qui la raccordent ou la joignent à la maçonnerie assoclée sont constitués dans cet exemple par des armatures 12 qui dépassent dans la direction axiale de l'âme au-delà de sa tête. On peut cependant utiliser aussi des attaches ou d'autres pièces analogues. Les organes de l'âme 9 qui la relient au sabot 2 sont constitués dans cet exemple également par des armatures de liaison 13 qui entrent dans le sabot. En effet, selon l'invention, il y a remplissage par mortier, béton ou mélange à du sabot 2 convenablement conformé, quand on retire le fourréau 1 et qu'on dame le mortier, le béton lou leur mélange; les@rmatures 13, desti- nées à lier le pieu au sabot 2, sont ainsi en quelqus sorte bétonnées dans celui-ci. L'appareil qui se pose sur la titre du pieu pour tirer le fourreau se compose d'une colonne de levage li entrainée par voie mécanique (vis), hydraulique (vérin) ou électrique. Dans cet exemple, comme le montrent les figures 9 et 10, on a reprd- senté une colonne de levage à commande hydraulique, c'est-à-dire sous forme de vérin.La colonne 14 comporte une traverse 15 munie de chaînes de traction 16 qui staccrochent à la/tête du fourreau l et/transmettent lors de la manoeuvre du vérin les forcez de trac tion au fourreau, forces dont les réactions se reportent directe ment à l'âme 9 par l'intermédiaire d la colonne 14. On comprend d'après les figures 5à 10 que, dans ce procélé de fabrication de pieux composites de fondation sur place, le fourreau creux 1 est tout d'abord battu dans le sol 3 avec le sabot 2 perdu, c'est-à-dire restant dans le sol, qui lui est associé, puis est retiré ultérieurement avec apport de béton, de mortier ou de leur mélange 4. On pose alors dans le vide du fourreau 1 et sur le sabot perdu 2 une âme préfabriquée 9 qui est rattachée au sol 3 environnant en solidarité au cisaillement par le mortier, béton ou mélange 4, avant, pendant ou exceptionnellement après retrait du fourréau. La figure 10 montre comment la réaction de la force de traotion exercée au retrait du fourreau 1 s'appuis sur l'âme 9 elle-même posée sur le sabot 2. La force de traction à utiliser peut elors se mesurer sans difficulté et avec précision. - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication sur le chantier de pieux composites de fondation, selon lequel on bat tout d'abord dans le sol un fourreau creux à sabot perdu, en retirant ensuite ce fourreau avec apport de béton, de mortier ou de béton et de mortier, procédé caractérisé par la pose3 dans le vide du fourreau (1) et sur le sabot perdu (2), d'une âme (9) préfabriquée qui est liée au sol environnant (3) par le mortier, le béton ou leur mélange introduit avant, pendant et/ou après le retrait du fourreau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on appuie la réaction de la force de traction du fourreau (1) sur l'âme (9) elle-meme posée sur le sabot (2). 3. Procédé selon les revendications l ou 2, notan- ment dans le mode de réalisation où la section du sabot ne dépasse pas celle du fourreau, caractérisé par le fait qu'on mesure la force de traction exercée lors du retrait du fourreau (1). 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, comportant un sabot, un fourreau et un appareil associé de battage, le fourreau étant équipé d'un conduit destiné à introduire du mortier, du béton ou leur mélange quand on retire le fourreau, dispositif caractérisé par une me prdfa- briquée (9) qui, pouvant s'introduire dans le fourreau (1), comprend des organes (12) de raccordement ou de jonction à la maçonnerie associée et, le cas échéant,des organes (13) de liaison au sabot 2). 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé par la combinaison de l'âme (9) avec un appareil (14) qui destiné à tirer le fourreau (1), peut se poser sur la teste de l'âme. 6. Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le fourreau creux (1) présente à l'intérieur des pièces de guidage (10) permettant de faire descen- dre l'âme (9) béton veut y introduire. 7. Dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lfamAe (9) est un pieu préfabriqué en béton armé, conçu d'après les contraintes statiques induites par la maçonnerie associée. 8. Dispositif selon les revendications I à 7, caractérisé par le rait que l'âme (9) présente sur son côté extérieur des éléments (11) de liaison pour le mortier, le béton ou leur mélange (4) quton doit apporter. 9. Dispositif selon les revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que les organes de l'âme (9) destinés à la raccorder ou la lier à la maçonnerie associée sont constitués par des armatures (12), des attaehes ou autres pièces analogues dépassant de l'âme dans le sens de l'axe du pieu. 10. Dispositif selon les revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que les organes de l'âme (9) destinés à la lier au sabot (2) sont constitués par des armatures (13) qui pénètrent dans le sabot (2) qui se remplit de mortier, de béton ou de leur mélange quand on retire le fourreau (1). 11. Dispositif selon les revendications 4 à 10, caractérisé par le fait que l'appareil gui, destiné à tirér le fourreau (1), peut se poser sur la titre de î'e (9), est consti- tué par une colonne de levage (l4) à entratnement mécanique, hydraulique ou électrique.