Brevet FR2290537A1 — publié le 19760604

On sait enfoncer par battage des pieux de différentes longueurs, épaisseurs, formes et matières comme du bois, du béton armé ou de l'acier dans un sol non porteur pour soutenir des constructions comme, par exemple, des ponts, des quais, des halles, des batiments, etc., en vue de former des fondations économiques. En général, dans les fondations à pieux flottants utilises jusqu'à maintenant et dans lesquelles les pieux ne sont pas enfoncés jusqu'au sous-sol rocheux, la charge a supporter est déterminee essentiellement par la force de frottement, théoriquement difficilement déterminable, entre la surface périphérique du pieux et le sol, mais non par la capacité de portance proprement dite de la section de pieu. On a également déjà cherché à augmenter la capacité de portance des pieux battus en augmentant localement leur section droite. Une solution proposée consiste à prévoir à la base des pieux en béton ordinaire et en béton précontraint une surépaisseur, ou bien à mettre en place sur les pieux en acier une semelle afin d'obtenir une meilleure résistance de pointe. Une autre solution consiste, dans des pieux en acier, à prévoir à une certaine distance de la pointe du pieu une augmentation de section droite, afin d'éviter un glissement de la partie de sol comprimée entre les ailes et d'obtenir ainsi une augmentation du frottement périphérique. On prévoit cet élargissement de section de préférence de manière qu'elle vienne se placer dans la partie supérieure d'une couche de terrain portante. La force de portance des pieux enfoncés qui sont renforcés par les agenoements précités est évidemment sensiblement améliorée par rapport à des pieux plus simples mais, cependant, la capacité maximale de charge, qui dépend toujours de la nature du sous-sol, est encore bien inférieure à la capacité de résistance admissible des matériaux. Le but que vise la présente invention consiste par conséquent à fournir un pieu destiné à être enfoncé et présentant une grande capacité de portante, de façon telle que la charge maximale admissible soit déterminée en la- jeure partie par la capacité admissible de charge du matériau du pieu et non par.les conditions du sous-sol, de façon qu'il soit possible de realiser les fondations de constructions d'une manière plus économique par économie de matériaux et par réduction des frais de construction, notamment des opérations d'enfoncement par battage. Ce problème est résolu à l'aide d'un pieu qui comporte au moins sur une partie de sa périphérie un bourrelet forme par une modification de section droite et qui s'étend suffisamment loin au-dessus de la semelle du pieu pour que l'axe du pieu fasse avec la tangente-passant au centre de la semelle du pieu et sur le bord extérieur inferieur du bourrelet un angle a compris entre 2 et 8 , l'ouverture dudit angle a étant choisie avantageusement en fonction de l'étendue de surface de section droite du bourrelet. Du fait des dimensions précitées du bourrelet et de la longueur correspondante de la pointe de pieu, il se produit par l'action combinée de ces deux parametres, dans une couche de terrain passablement portante, une masse de terre large et bien conpactée. La pointe du pieu battu est par conséquent encastrée solidement et le bourrelet s'appuie sur une partie de sol extrêmement compacte et a bonne capacité de portance. On obtient ainsi une grande capacité de charge du pieu qui permet d'utiliser généralement toute la capacité de résistance du matériau constituant le pieu. En fonction du but d'utilisation et des conditions du terrain, on peut en outre prévoir sur le pieu selon l'invention d'autres moyens augmentant sa capacité de portance. Ainsi, suivant un mode avantageux de l'invention, il est prevu au moins encore un autre bourrelet à une plus grande distance de la semelle du pieu de façon que celui-ci soit situé dans une même couche de terrain riue le bourrelet de pointe, ou bien dans la partie supérieure d'une couche de terrain portante et placée plus haut. En particulier, dans le cas de bourrelets qui s'étendent sur toute la périphérie du pieu, il faut veiller à ce que le bourrelet situé le plus bas ait une plus faible surface de section droite que le bourrelet placé au-dessus. En variante, les bourrelets s'étendant sur une partie de la périphérie du pieu peuvent être décalés entre eux. Les bourrelets constituent, d'une façon générale, une section droite fermée. Ils peuvent être constitués, en fonction du profil et du matériau du pieu, en acier, en béton armé ou en bois. Le côté inférieur des bourrelets peut, le cas échéant, être ouvert. Dans des sols non coherents, le coté inférieur du bourrelet est généralement fermé et il présente de préférence un chanfrein. La hauteur du bourrelet, qui nta qu'une influence limitée sur la capacité de portance du pieu, peut par conséquent rester limitée et être choisie par exemple égale a la plus grande dimension transversale du bourrelet, dans le cas où il n'est pas nécessaire, pour des raisons de technique -de fixation, d'adopter une longueur supérieure de bourrelet.Dans le cas d'un bourrelet fermé a la partie inférieure, il suffit en principe d'utiliser une plaque fixée sur le pieu dans une direction perpendiculaire ou inclinée par rapport a l'axe du pieu. La surface de section droite du bourrelet correspond à la section droite de contour du pieu lorsque, dans le cas de pieux en poutrelles d'acier, on recouvre les ailes à l'aide de plats soudés. Du fait que la saillie du bourrelet du pieu selon l'invention est importante pour le compactage du sol, sa surface de section droite peut s'élever à un multiple de celle du pieu. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif et non limitatif. La Figure 1 est une vue en élévation d'un pieu en acier destiné a être enfoncé et qui est agencé selon l'invention. La Figure 2 est une section droite faite sur la ligne A-A. La Figure 3 est une coupe longitudinale faite sur la ligne B-B. Lors d' une expérience, on a utilisé un pieu en acier destiné à absorber une charge verticale de 250 tonnes. Les conditions du sol ont été les suivantes: sol sableux, contenant des coquillages - résistance à l'enfoncement de la pointe, déterminée à l'aide d'une sonde de battage: 260 kg/cm2 - couche d'assise entre 21,5m et 26m -. On a utilisé pour former le pieu 1 une poutre en acier à larges ailes du type HE 320 M d'une section droite de 312 cm2 et d'une longueur totale de 29,5m. Le bourrelet 2 a été formé par des fers en U 3, soudés sur les bords des ailes et présentant une longueur de 2m et des dimensions transversales de 350 x 210 mm. Le bourrelet 3 a été chanfreiné des deux côtés à ses ex trémites inferieures d'un angle de 30 par rapport aux ailes et la section droite a été obturée à sa partie inférieure à l'aide de cornières 4 fixées par soudage. On a choisi pour l'espacement entre la semelle du pieu et le début du bourrelet une valeur de 4,80m. Lorsqu'il est souhaitable d'avoir un bourrelet plus large, on peut fixer deux fers en U supplémentaires, représentés par des lignes en traits interrompus sur la Figure 2, sur les ailes de la poutrelle. Le pieu enfoncé a été soumis à un essai de résistance avec application étagée de la charge . On a indiqué dans le tableau suivant les poids de charge, les tassements sous la charge, Tes tassements subsistant après la décharge, ainsi que les temps de charge et de decharge. TABLEAU Tassement Tassement Charge Temps de charge sous la charge Temps de décharge subsistant après décharge (t) (h) (mm) (h) (mm) 0-150t-0 3h 10 mn 4,95 mm 35 mn 0,62 mm 0-225t-0 1h 45 mn 8,36 mm 1h 15 mn 0,82 mm 0-300t-0 15h 5 mn 11,49 mm 1h 50 mn 1,04 mm 0-400t-0 46h 5 mn 16,59 mm 48h 35 mn 1,18 mm 0-600t-0 47h 45 mn 27,66 mm 32h 30 mn 5,25 mm Du fait que l'installation d'essai n'avait qu'une capacité de 600t, on n'a pas pu poursuivre l'essai jusqu'à la rupture du sol, ou bien jusqu'à la limite de fluage du pieu en acier. La capacité maximale de portance du sol n'a par conséquent pas pu être déterminée. Egalement, on a constaté que la contrainte appliquée à la matière, à savoir de 1920 kg/cm2, restait encore inférieure à la contrainte de fluage de 3600 kg/cm2 de la poutre (acier 52). On peut encore augmenter la capacité de portance du pieu en prévoyant un bourrelet supérieur supplémentaire 5. Ce bourrelet peut être agencé exactement comme le bourrelet inférieur et il suffit seulement que sa surface de section droite soit plus grande. Il s'étend par conséquent, soit sur toute la périphérie du pieu, soit sur une partie de cette périphérie, auquel cas les bourrelets 2 et 5 sont de préférence décales l'un par rapport à l'autre. L'essai a par conséquent montré que, avec l'agencement de pieu selon l'invention, la capacité de portance obtenue pour le sol suffit largement pour exploiter complètement la résistance du profilé en acier. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes, elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Pieu destiné à être enfoncé et'qui comporte au moins sur une partie de sa périphérie un bourrelet formé par une modification de section droite du profilé, caractérisé en ce que le bourrelet est place suffisamment loin au-dessus de la semelle du pieu pour que l'axe du pieu fasse avec la tangente passant par le centre de la semelle de pieu et sur le bord extérieur inférieur du bourrelet un angle a compris entre 2 et 80, l'ouverture de l'angle actant avantageusement choisie en fonction de l'étendue de la surface de section droite du bourrelet. 2.- Pieu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte encore au moins un autre bourrelet placé à une plus grande distance de la semelle du pieu, celui-ci s'appuyant par le bourrelet de pointe dans une même couche de terrain portante, ou bien dans la partie supérieure d'une couche de terrain placée au-dessus. 3.- Pieu selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bourrelet situé le plus bas sur le fOt du pieu présente une plus petite surface de section droite que le bourrelet placé au-dessus. 4.- Pieu selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bourrelets s'étendant seulement sur une partie de la périphérie du pieu sont decales entre eux. 5.- Pieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de section droite d'un bourrelet est comprise entre la section de contour du pieu et un multiple de cette surface de section droite. 6.- Pieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bourrelet a une section droite fermée. 7.- Pieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le côté inférieur du bourrelet est fermé. 8.- Pieu selon la revendication 7, caracterise en ce que la base du bourrelet est orientée perpendiculairement à l'axe du pieu. 9.- Pieu selon la revendication 7, caractérisé en ce que la base du bourrelet comporte un chanfrein.