Brevet FR2321570A1 — publié le 19770318

La présente invention concerne les installations pour foncer dans le sol et en extraire les éléments porteurs des fondations sur pieux ou diT?rs éléments auxiliaires employés lors de la construction des fondations sur pieux danses ouvrages hydrauliques, de transport, industriels et ceux de génie civil. Comme on le sait, la construction des fondations sur pieux s'effectue par fonçage dans le sol de pieux monolithes préfabriqués, de pieux-gaines et d'autres éléments similaires, ou bien à l'aide de pieux moulés dans un forage, réalisés directement dans le sol sous la protection d'un tubage enfoncé dans le sol, ce tubage étant ensuite extrait du sol. Dans de telles fondations, surtout si elles sont réalisées avec une portance accrue, il s'avère nécessaire de transmettre des poussées axiales importantes à l'élément à foncer. Actuellement, pour foncer de tels éléments on emploie sur une grande échelle des installations fondées sur l'emploi de vibrateurs qui agissent sur l'élément à foncer simultanément avec une charge statique. De ce fait, le centre de gravité de ces installations se trouve bien au-dessus du point d'appui, ce qui les rend instables. Pour le fonçage dans le sol de gros éléments, il s'avère nécessaire d'augmenter notablement la charge statique ct, par conséquent, le poid Au lest. Or les installations connues ne permettent pas une telle aurnentation par suite de leur instabilité ainsi que pour d'autres raisons (encombrement important, incommodité d'utilisation, etc.). On eonnatt aussi une installation pour foncer les pieux, comprenant un portique et un vibrateur, ce dernier étant monté à l'aide de ressorts à 11 intérieur d'une cage mobile par rapport au portique. Sur la cage, qui est liée au vibrateur par des ressorts, sont fixées les poulies d'un palan supérieur et d'un palan inférieur, reliées par des cibles aux tambours de deux trend montés sur la plate-forme de travail du portique.Pendant la marche de l'installation, la charge statique nécessaire est produite par l'effort de traction des treuils et transmise par les palans à la cage, puis par les ressorts au vibrateur, qui est rigidement accouplé à l'élément à foncer (voir, par exemple, le certificat d'auteur d'invention d'URQ; NO 100 438, cl. E /i8). - L'installation décrite dans ledit certificat d'auteur ne peut assurer le fonçage de gros pieux, qui-requièrent l'application de grandes charges statiques. geci s'explique par le fait que l'augelentation de la charge statique se traduit par une augmentation importante de la raideur des ressorts, lesquels amortissent les oscillations du vibrateur en diminuant leur amplitude de travail et en interrompant le fonçage du pieu. D'autre part, l'emploi dtun cible en tant que lien flexible pour la transmission de la charge statique ne permet pas d'assurer avec une rigidité suffisante la transmission du poids du portique à la cage dans laquelle est placé le vibrateur, par suite des déformations élastiques longitudinales inhérentes à la constitution des cibles et se produisant sous l'action de la charge vibratoire variable engendrée par le vibrateur. Le but de l'invention est de supprimer les inconvEnients indiqués. On s'est donc proposé de créer une installation pour foncer dans le sol et en extraire les éléments porteurs des fondations sur pieux ou les éléments auxiliares utilisés lors de la construction des fondations sur pieux, dans laquelle serait prévu un moyen enca-issÇ -- oscillations du vibrateur et les réfléchissant en sens eolltraire, qui assurerait la marche efficace du vibrateur sous des charges statiques élevées, ce qui permettrait de foncer dans le sol et d'en extraire de gros pieux (de 1 à 2 m de diamètre et de 30 à 40 m de profondeur), ainsi que les éléments auxiliaires utilisés lors de la réalisation de tels pieux (tubages). Ia solution consiste en ce que l'installation pour foncer dans le sol et en extraire les éléments porteurs des fondations sur pieux ou les éléments auxiliaires utilisés lors de la construction des fondations sur pieux, du type comprenant un portique sur lequel est suspendue une cage pouvant être déplacée verticalement à l'aide d'un lien flexible, et un vibrateur monté dans la cage à l'aide d'éléments élastiques, ce vibrateur s'accouplant rigidement à l'élément à foncer, est caractérisée, d'après l'invention, en ce que dans la cage, à l'endroit de la flèche des éléments élastiques à l'aide desquels le vibrateur est fixé dans la cage, sont montées des enclumes sur ressorts, dont les surfaces réfléchissant les oscillations du vibrateur en sens inverse sont disposées à des niveaux différents. le lien flexible employé peut étre une chaîne à- rouleaux. La substance de l'invention consiste en ce qui suit. Grtce au fait Qie dans la cage, dans la zone de compression des éléments élastiques, scnt montées des enclumes sur ressorts, qui encaissent les vibrations du vibrateur et les réfléchissent en sens inverse, la plus grande partie de l'énergie des oscillations du vibrateur lui est restituée sous la forme d'impulsions percussives résultant du choc du vibrateur contre les enclumes sur ressorts. Les impulsions percussives sont dirigées dans le sens d'action de la charge statique. Grâce au fait que les surfaces des enclumes réfléchissant les oscillations du vibrateur sont situées à des niveaux différents, le caractère de l'action des impulsions percussives est conservé le même sous les fortes charges statiques aussi. Ceci assure une marche effIcace du vibrateur, sans diminution notable de l'amplitude des oscillations qu'il engendre sur les masses en vibration, ctest a-dire sur lui-m8me et sur l'élément à foncer qui lui est rigidement accouplé, ce qui permet de foncer dqns le sol et d'en extraire de gros pieux. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on a annexé à la présente description des dessins illustrant un mode de réalisation concret mais non limitatif de l'installation conforme à l'invention, dans lesquels : - la figure 1 représente l'installation proposée vue de face ; - la figure 2 représente la cage avec le vibrateur (vue de face à plus grande échelle); - la figure 3 représente une vue en coupe suivant ITI-III de la figure 2. L'installation représentée sur les dessins comprend une plate-forme 1 'figure 1) montée sur des éléments porteurs de translation 2 à chenilles. Sur la plate-forme i est fixé un portique 3 avec des glissières réalisés sous forme de montants tubulaires 4. Entre ces montants est placée une cage 5 qui peut se déplacer verticalement. Le mouvement vertical de la cage 5 est assuré par des moteurs électriques 6 montés sur le portique 1 et liés à la cage 5 par une chaîne à rouleaux 7. La tension de la chaîne à rouleaux 7 est assurée par des galets tendeurs 8. A l'intérieur de la cage 5, à l'aide de ressorts 9 et 9', est monté un vibrateur 10 (figure 2). Sur les surfaces intérieures, supérieure et inférieure, de la cage 5, dans la zone de compression des ressort 9 et 9', sont montées en plusieurs rangées des enclumes 11 et 11' sur ressorts. les enclumes 17 et 11' sont des disques métalliques massifs (figure 3), destinés à encaisser et à réfléchir les oscillations du vibrateur, et leurs surfaces cté vibrateur sont situées à des niveaux différents. les disques métalliques sont fixés à des tiges 12 et 12' montées avec un certain jeu dans des alésages débouehants usinés dans le dessus et dans le fond de la cage 5. Les tiges 12 et 12' sont fixées à l'extérieur à l'aide d'écrous de butée 13 et 13'. L'installation faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante. En position initiale, la cage 5 avec le vibrateur 10 est soulevée dans le portique 2 à une hauteur déterminée par la longueur du tubage 14 (figure 1) qui est fixé rigidement au vibrateur 10 avec un écartement de montage entre son bout inférieur et la surface du sol. Dans l'exemple considéré, le tubage à foncer a un diamètre de 2 m et est constitué par les élémentsazElbiEe seent à réaliser des pieux moulés dans le sol. Ensuite, à l'aide de la chaîne à rouleaux 7 et des moteurs électriques 6, on fait descendre la cage 5 le long des montants tubulaires 4, jusqu'à ce que le tubage 14 se trouve en appui sur le sol. On met alors en marche le vibrateur 10 en continuant à faire descendre la cage 5. Au fur et à mesure que le tubage 14 s'enfonce dans le sol, l'efficacité du fonçage diminue et il faut augmenter la charge statique en continuant la descente forcée de la cage 5. Au fur et à mesure que la cage 5 descend, les ressorts 9 se compriment et l'écartement entre le vibrateur 10 et les enclumes il sur ressorts din.lnue. D'abord le vibrateur 10 vient frapper les enclumes Il dont les surfaces sont les plus proches. Grâce à ces chocs, une grande parte de l'énergie des oscillations du vibrateur 10 lui est restituée sous la forme dtimpulsicn. percussives résultant des chocs du vibrateur 10 contre les enclumes 11. Les impulsions percussives sont dirigées dans le sens d'action de la charge statique et augmentent l'efficacité du fonçage du tubage 14, grâce à la suppression de l'amortissement des vibrations qu'imprime le vibrateur 10 aux masses en vibration (le vibrateur lui-mme et le tubage 14 qui lui est rigidement accouplé). Au fur et à mesure que la charge statique croît, les enclumes 11 les plus proches du vibrateur 10 se mettent eqcontact permanent avec lui, et leurs ressorts, en commun avec les ressorts 9, lui transmettent la charge statique croissante. Le vibrateur 10 coopère alors par chocs avec les enclumes 11 situées au niveau suivant. L'augmentation de la charge statique peut continuer jusqu'à ltentrée en jeu des dernières enclumes 11, c'Ost-à-lire des enclumes 11 les moins éloignées de la paroi de la cage, et atteindre une valeur de l'ordre de 100 t (pour la construction considérée3. Pendant la marche, la chaîne à rouleaux 7 ne s'allonge pratiquement pas et ne modifie par les conditions de transmission de la charge statique des moteurs électriques 6 à la cage 5. Une fois le pieu moulé, on extrait le tubage 14 en inversant la rotation des moteurs 6. Ce sont les ressorts 9' qui sont alors comprimés et les enclumes 11' sur ressorts qui entrent en jeu, ces enclumes fonctionnant de la même manière que les enclumes 11. Comme le fait apparaître la description qui précède, l'installation conforme à l'invention assure use marche efficace du vibrateur sous des charges statiques élevées (de l'ordre de 100 t) et permet de foncer dans le sol et d'en extraire les tubages utilisés lors de lqconfection de gros pieux moulés dans le sol. Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée au mode de réiization décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celies-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Installation pour foncer dans le sol et en extraire les éléments porteurs des fondations sur pieux ou les éléments auxiliaires utilisés lors de la construction des fondations sur pieux, dg type comprenant un portique sur lequel Bt suspendue une cage pouvant être déplacée verticalement par l'intermédiaire d'un lien flexible, et un vibrateur monté dans la cage par l'intermédiaire d'éléments élastiques, ce vibrateur étant rigidement lié à l'élément à foncer dans le sol, caractérisée en ce que dans ladite cage sont prévues des enclumes montées sur ressorts disposées dans la zone de la flèche des éléments élastiques par l'intermédiaire desquels le vibrateur est fixé à la cage et dont les surfaces réfléchissant les oscillations du vibrateur en sens inverse sont disposées à des niveaux différents. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le lien flexible précité est une chaîne à rouleaux.