Brevet FR2143025A1 — publié le 19730202

La présente invention est relative à un dispositif et à un procédé pour le bourrage par opérations successives d'un bloc d'ancrage dans le sol, bloc auquel sont fixés un ou plusieurs tirants, et notamment un tel bloc d'ancrage ménagé dans un sol très compact, ce dispositif se composant d'une canalisation de refoulement alimentée en un matériau de bourrage, par exemple une bouillie de ciment, ladite canalisation comportant des ouvertures de bourrage à son extrémité tournée vers le sol. Un élément important des blocs d'ancrage bourrés consiste en une zone de bourrage dans laquelle un liquide sous pression, qui se durcira par la suite, est introduit ou refoulé pour réaliser une liaison de contact intime entre le sol et l'élément de construction qui soit y être ancré, savoir le bloc d'ancrage, Préquemment, cette liaison est améliore par le fait que le sol est en m8me temps injecté ou, s'il ntest pas succeptible d'entre injecté1 il est compact. Sn vue de la réalisation de ce bloc d'ancrage, il est connu de procéder au bourrage en utilisant le tube de forage lui même. A det effet, ce tube de forage est enfoncgjusqu'au fond du trou, après quoi le tirant est introduit dans celui-cif puis on pose une tette de bourrage à l'extrémité de ce trou tournée vers l'extérieur, puis le trou est bourré en utilisant ledit tube. Ce faisant, le tube de forage est retiré par étapes afin de dégager chaque fois une section du trou de forage qui n'a pas encore été bourrée.Un inconvénient de ce procédé consiste dans le fait que l'opération de bourrage ne peut autre effectuée qu'une seule fois, et toujours en une succession d'opérations prédéterminée, savoir depuis le fond du trou de forage vers son orifice débouchant dans l'atsçsphère. D'autre part, on court le risque que le matériau bourré, au lieu de pénétrer dans le sol, remonte entre la paroi du trou de forage et la surface extérieure du tube de forage, pour s'échapper dans d'autres directions, d'une façon incontrôlable, Afin de pouvoir réaliser des ancrages donnant toute sécurité, m8me dans des sols non susceptibles d'entre injectés et notamment dans des sols très compacts, il est déjà connu de défoncer le sol par étapes et de façon répétée en appliquant des pressions de bourrage très élevées, et d'y faire pénétrer ainsi du matériau de bourrage, ou bien de le tasser pour obtenir un diamètre plus important pour le bloc d'ancrage. A cet effet, et après achèvement du trou de forage, on introduit dans celui-ci un tube ou manchette dont la paroi comporte, échelonnés axialenent, des trous répartis tout autour de sa périphérie, et qui sont fermés extérieurement par des eeintures élastiques constituant des clapets anti-retour pour le matériau de bourrage refoulé par ces trous.En utilisant une chemise introduite dans cette manchette, et qui délimitera chaque fois une section de tube correspondant à une couronne de trous de sortie, on peut procéder au bourrage en faisant travailler successivement chaque ceinture formait clapet, indépendamment des autres. Un inconvénient de ce procédé consiste dans le fait qu'il nécessite- un gros travail, dE aux introduc tions et aux retraits multiples de la chemise, ainsi qu'aux la vages intermédiaires nécessaires du tube formant manchette. D'autre part, ce procédé présente l'inconvénient que les différents trous de bourrage ne peuvent être utilisés que successivement, ce qui exige un eontrôle préeis des résultats du bourrage par chaque trou de bourrage. Ceci augmente considérablement la durée de l'opération totale de bourrage d'uh bloc d'ancrage. La présente invention a pour but d'effectuer ces bourrages successifs ou-répétés de blocs d'ancrage dans le sol, et essentiellement dans les sols très compacts, de façon plus stre et plus rapide. Conformément à l'invention, le problème est résolu en utilisant un dispositif da type ci-dessus précisé, et par le fait que, pour chaque section de bourrage, on prévoit deux canalisa- tions de bourrage communiquant l'une avec l'autre à leur extré- mité tournée vers le sol, et qui comportent au moins une ouverture de bourrage dans la section de bourrage visée. À l'extremi- té tournée vers l'atmosphère, l'une de ces deux canalisations peut comporter une soupape de réglage du débit. Une seule canalisation peut etre commune à toutes les sections de bourrage. On peut toutefois utiliser aussi plusieurs canalisations séparées, rassemblées en un ou plusieurs conduits à passages multiples. Enfin, toutes les canalisations ou une partie de celles-ci pourront communiquer entre elles, par l'intermédiaire de clapets anti-retour. Les canalisations peuvent être disposées en un ou en plusieurs cercles-autour du-tirant fixé au bloc d'ancrage. Ces canalisations pourront être disposées dans des plans perpendicu- laires à l'axe du tirants ou bien suivre une ligne hélicoldale autour de l'axe de ce tirant. Leurs orifices de sortie seront convenablement disposés suivant la ligne de limitation extérieure des différentes spires ou anneaux. Les ouvertures de sortie pourront aussi être masquées par une manchette entourant la canalisation de bourrage, et dont les extrémités formeront un nez jouant le rôle de clapet, et orienté radislement par rapport à la canalisation de bourrage Suivant le procédé conforme à l'invention, on opérera de façon que le bourrage de chaque section s'effectue simultanément par les deux canalisations, après quoi ces canalisations seront nettoyées ou rincées par un courant d'eau contint, ou bien tant le bourrage que le nettoyage des canalisations s'effectueront en continu. L'avantage de l'invention consiste en premier lieu dans le fait qu'il apporte la possibilité de bourrer les différentes sections réparties sur la longueur d'un bloc d'ancrage autant de fois qu'on le voudra et en succession quelconque, ou encore si multanément, selon les besoins et toujours de façon convenable. On prote moins d'int8rét à une pénétration aussi étendue et aussi complète que possible du sol par le matériau de bourrage qu'à un degré de tassement élevé du sol, dans la zone annulaire qui entoure le bloc d'ancrage. L'élévation des pressions de bourrage donne une mesure du degré de l'amélioration de la résistance du sol. Un autre avantage apporté par l'invention consiste dans le fait qu'en utilisant le dispositif conforme à l'invention un ancrage qui, Migré toutes les précautions et par suite d'une zone d'affaiblissement dans le sol, se montrera d8fectueuqSru moment de la mise sous tension,-ne devra pas nécessairement être abandonné.Par une injection complémentaire, il pourra encore entre amené i la résistance prévue. L'invention apporte d'autre part les conditions nécessaires pour que, tout le long du bloc d'ancrage, en assure une pression de bourrage élevée et uniforme, de sorte qu'on obtiendra une adhérence de qualité également uniforme tout le long du bloc d'ancrage, ce qui influence dans une mesure décisive la résistance à l'arrachement de ce bloc d'ancrage. L1in- vention peut, de la même manière être appliquée également pour la rdilisation d'ancrages travaillant à la compression, par exemple les assises de pieux. D'autres particularités de l'invention, et les avantages qu'elle permet d'obtenir, ressortiront de la description donnée ci-après d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : La figure 1 montre en coupe longitudinale schématique un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention, ne comportant qu'une seule section de bourrage, la figure 2 est également une coupe longitudinale schématique passant par un autre exemple de réalisation comportant également une seule section de bourrage, la figure 3 est une coupe longitudinale schématique montrant un exemple de réalisation à trois sections de bourrage, la figure 4 représente différents exemplesde réalisation de canalisations rassemblées dans des conduits à passages multiples, la figure 5 est une coupe transversale passant par un bloc d'ancrage, cette figure représentant l'effet des ouvertures de sortie de la masse de bourrage, et la figure 6 est également une coupe transversale d'un bloc d'ancrage, représentant l'effet des ouvertures de sortie de la masse de bourrage, dans une autre forme de réalisation. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le trou de forage 1 schématiquement représenté reçoit un tirant qui, pour plus de clarté, n'a pas été représente, après quoi ce trou de forage est bourré d'un mortier de ciment. I1 s'agit ensuite de tasser le sol dans la section de bourrage V, par introduction sous pression de la masse de bourrage, afin d'obtenir une adhérence améliorée entre le bloc d'ancrage 2 bourré et le sol. À cet effet, on introduit dans le trou de forage deux canalisations de bourrage conduisant à la section de Bourrage. Suivant la figure 1, on utilise deux canalisations 3 et 4 qui sont reliées par leur extrémité 6 tournée vers le sol. Sur la hauteur de la section de bourrage V, ces canalisations comportent des ouvertures de sortie 5. En vue du bourrage, les extrémités des canalisations 3 et 4 tournées vers l'atmosphère sont raccordées à une tête de bourrage commune 7. Le matériau de bourrage pénètre dans la tête 7 dans le sens indiqué par la flèche 8 et, en empruntant les ouvertures de sortie 5, il se répand dans le sol ou dans d'autres cavités. La pression peut être observée au moyen d'un manomètre 9. Sous l'action de la pression de bourrage, le sol est tassé. Les cavités qui prennent ainsi naissance sont comblées par le matériau de bourrage 10. Après achèvement d'une phase de bourrage, la tette 7 est retirée, et l'on refoule par une extrémité des canalisations de l'eau destinée au lavage du système de canalisations. L'entrée d'eau est désignée par 11, et sa sortie par 12. Le sens de circulation de l'eau peut naturellement être inversé. Dans la figure 2, on a représenté une forme de réalisation basée sur un principe légèrement différent. Une canalisation 13 est raccordée à une pompe 16 en prévoyant un manomètre 15, alors que l'autre canalisation 14 porte également un manomètre 17, mais elle débouche dans un récipient 20 contenant du matériau de bourrage, par l'intermédiaire d'une soupape 18 de réglage du débit, et d'une canalisation 19. Une autre canalisation 21 conduit depuis le récipient 20 jusqu'à la pompe 16. Pour le bourrage, le matériau est pompé hors du récipient 20 par l'intermédiaire de la canalisation 21, dans le sens indiqué par la flèche 22, et il est refoulé dans la canalisation 13. Si la soupape 18 de réglage du débit est fermée, la quantité totale du matériau de bourrage sort par les ouvertures 5 pour parvenir dans le sol. La pression indiquée par le manomètre 17 correspond alors à celle qui règne dans 11 ouverture de sortie 5 qui est la plus voisine de celui-ci. Si la soupape 18 de réglage de débit est partiellement ou complètement ouverte, la quantité de masse de bourrage qui parvient dans le sol et celle qui retourne par la canalisation 19 dépendent de la résistance au bourrage et de la perte de charge dans les canalisations. Ainsi, on peut obtenir un réglage des pressions de bourrage ou des quantités de nasse de bourrage, indépendant de la pompe. Le manométrie 15 prévu au refoulement de la pompe donne la pression de référencez après achèvement de laphase.de bourrage, et comme on l'a décrit plus haut à l'occasion de la description de la figure 1, de l'eau est refoulée dans le système de canalisations en vue de son lavage, la soupape de réglage 18 du débit étant ouverte. Les sens d'entrée et de sortie de l'eau sont à nouveau indiqués par les flèches 23, 24. Cette disposition des canalisations de bourrage présente l'avantage que le matériau de bourrage reste toujours en mouvement dans les canalisations, et qu'on ne risque pas des obstructions ou colmatages. Ces canalisations de bourrage, qui n'ont été représentées que schématiquement et de façon très simple dans les figures 1 et 2, peuvent être multipliées à volonté, comme on l'a montré dans la figure 3 afin de pouvoir bourrer plusieurs sections, V1, V2, V3 échelonnées sur la hauteur du bloc d'ancrage, et qui pourront être bourrées indépendamment l'une de l'autre. Â cet effet, ces canalisations peuvent etre combinées suivant plusieurs possibilités, afin de réaliser un dispositif qui répondra aux exigences de chaque cas. C'est ainsi que par exemple, comme on l'a montré dans la figure 2, une canalisation d'arrivée commune à plusieurs conduits comportant des ouvertures de bourrage 5 pour ra entre prévue.Ces canalisations de bourrage pourront également communiquer entre elles partiellement ou complètement, par l'in- termédiaire de clapets anti-retour. Dans les exemples de réalisation montrés dans la figure 4, représentant de telles canalisations, celles-ci sont réunies entre elles pour constituer des conduits passages multiples. Convenablement, la canalisation centrale sera utilisée com me canalisation d'entrée, et les passages disposés extirieurement autour de celle-ci seront utilisés comme canalisations de retour, et comporteront des ouvertures de bourrage. Les différen- ta-passages pourront aussi remplir des fonctions différentes. Ils pourront par exemple être utiliséEs pour le bourrage, le lavage, le rassemblement en faisceaux de cables, et également comme gaines de protection pour ceux-ci. Les ouvertures de bourrage 5 ont une importance particulière, car elles doivent permettre au matériau de bourrage de parvenir par le trajet le plus court dans les intervalles pouvant exister entre le bloc d'ancrage 2 at le sol. À cet effet, ces ouvertures de bourrage 5 devront se trouver soit à proximité immédiate des intervalles, ou bien il faudra faire en sorte que le bloc d'ancrage 2 se fissure sous l'action de forces de traction, pour permettre ainsi le passage du matériau de bourrage jusque dahs ozones en question, en n'ayant à vaincre qu'une faible résistance. On arrivera ainsi i ce que le matériau de bourrage sorte en des points bien définis, et que la pression de fissutaF." ne soit pas trop élevée. les ouvertures de bourrage devront égelement être réalisées de façon que le matériau de bourrage sorte bien des canalisations, mais ne puisse revenir dans cellesci. Du fait que l'opération de bourrage, habituellement, doit entre répétée plusieurs fois successivement dans la même section, il faudra que l'opération de lavage qui s'effectuera entre temps intéresse aussi les ouvertures de bourrage 5. Dans les figures 5 et 6, on a représenté deux exemples de réalisation montrant la disposition et l'arrangement des ou ouvertures de bourrage 5. Avec des tirants 25 disposés vers l'intérieur comme le montre la figure 5, la canalisation de bourrage comportant les ouvertures de sortie pourra être disposée annulairement autour du tirant 25, en une ou plusieurs zones. Cette canalisation annulaire 26 est raccordée aux canalisations de bourrage 3, 4. Des ouverturés de sortie 27 sont réparties sur toute sa périphérie, de façon que le fissurage du bloc d'ancrage 2 et la sortie du matériau de bourrage puissent s'effectuer en son point 28 le plus faible. Dans ce ouas, le bourrage s1 effectuera esseXtiellement radialement. Dans le cas de tirants 29 extérieurs, aNec une canalisation de bourrage disposée centralement, cette canalisation de bourrage 30 comportera des ouvertures de sortie 31 qui sont masquées par une manchette 32. Ainsi il se crée, à l'endroit où les deux parties de la manchette 32 donnent naissance à un nez 33 constituant un clapet, une zone d'affaiblissement dans le bloc d'ancrage 2, de sorte que sous la pression de bourrage on le fissurera en cet endroit, le matériau de bourrage 10 pouvant ainsi sortir entre deux tirants 29. Les lèvres formées par le nez 33 sont ainsi disposées qu'elles ne s'ouvriront tne sous l'effet d'une pression intérieure et que, par conséquent, le matériau de bourrage ne pourra passer que dans un seul sens. REVENDICBFIOPTS 1.- Dispositif pour le bourrage répété, et s'effectuant sur des sections succeesives, d'un bloc d'ancrage dans le sol auquel sont fixés un ou plusieurs tirants, et notamment un tel bloc d'ancrage ménagé dans un sol très compact, ce dispositif se composant d'une canalisation de refoulement alimentée en matériau de bourrage, par exemple une bouillie de ciment, ladite canalisation comportant des ouvertures de bourrage à son extrémité tournée vers le sol, caractérisé par le fait que pour chaque section de bourrage on prévoit deux canalisations de bourrage communiquant l'une avec l'autre à leur extrémité tournée vers le sol, et qui comportent au moins une ouverture de bourrage dans la section de bourrage visée. 2.- Dispositif suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'extrémité d'une des deux canalisations de bourrage tournée vers l'atmosphère on prévoit une eoupape/rfglage du débit. 3.- Dispositif suivant la Revendication/ou la Revendication 2, caractérisé par le fait que l'une des canalisations de bourrage est commune à toutes les sections de bourrage. 4.- Dispositif suivant la Revendication 3, caractérisé par le fait que plusieurs canalisations de bourrage sont réunies en un conduit à canaux multiples, ou en plusieurs conduits à canaux multiples. 5.- Dispositif suivant l'une des Revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que toutes/ Z alisations de bourrage, ou une partie de celles-ei sont réunies par l'intermédiaire de clapets anti-retour. 6.- Dispositif suivant l'une des Revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les canalisations de bourrage sont disposées sous forme de canalisations annulaires, autour du tirant fixé an bloc d'ancrage. 7.- Dispositif suivant la Revendication 6, caractérisé par le fait que les canalisations annulaires sont disposées dans des plans perpendiculaires à l'axe du tirant. 8.- Dispositif suivant la Revendication 6, caractérisé par le fait que les canalisations sont disposées suivant une ligne héli coldale . 9.- Dispositif suivant l'une des Revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les ouvertures de bourrage sont disposées à la périphérie externe des différentes canalisations. 10.- Dispositif suivant l'une des Revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les ouvertures de bourrage sont masquées par une manchette qui entoure la canalisation de bourrage inté ressée, manchette dont les extrémités forment un nez jouant le r8le de soupape Aqui est orienté radialement par rapport à la canalisation de bourrage. 11.- Procédé en vue du bourrage multiple, et s'effectuant par sections successives, d'un bloc d'ancrage dans le sol, en utilisant le dispositif suivant les Revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le bourrage de chaque section s'effectue chaque fois simultanément par les deux canalisations, et qu'ensuit ces canalisations sont nettoyées ou lavées en continu. 12.- Procédé pour le bourrage multiple et s'effectuant par sec tiona successives d'un bloc d'ancrage dans le sol, en utilisant le dispositif suivant les Revendications i à 10, caractérisé par le fait que tant le bourrage qu'également le lavage des canalisations s'effectuent en continu.