Brevet FR2376915A1 — publié le 19780804

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux moyens permettant de réaliser des ancrages dans le sol ou dans divers matériaux. Elle concerne plus spécialement les ancrages qui sont réalisés par enfoncement, dans le sol ou le matériau considéré, d'un organe d'ancrage qui va demeurer en place après avoir été enfoncé et qui va servir à amarrer divers ensembles, dispositifs ou objets de type quelconque, chaque fois qu'un effort de traction va devoir être supporté par l'ancrage. Des ancrages de ce type sont normalement réalisés dans le sol ou dans des matériaux de faible densité ou de faible compacité, ces matériaux pouvant être naturels ou artificiels. Dans un tel cas, il est nécessaire d'assurer une pénétration de l'organe d'ancrage dans le sol à une profondeur suffisante pour que l'effort de traction exercé sur cet organe d'ancrage soit contrebalancé par la résistance à la déformation du sol ou du matériau. On cherche d'ailleurs normalement à augmenter cette résistance à l'arrachement par la réalisation, dans le sol ou dans le matériau, d'un accrochage qui découle le plus souvent de la forme de la partie de l'organe d'ancrage noyée dans le sol, que cette forme soit la forme initiale dudit organe, ou une forme résultant d'une déformation de celui-ci après son enfoncement. La profondeur de pénétration nécessaire à l'ancrage est d'autant plus importante que la densité et le degré de compactage du sol ou du matériau sont plus faibles. Etant donné que les organes d'ancrage sont soumis simplement à des efforts de traction ou d'arrachement, sans travailler à la compression, ils sont généralement constitués par des éléments de forme allongée, tels que des tiges ou des fils, présentant un rapport diamètre-longueur très faible. Mais des difficultés apparaissent alors pour faire pénétrer des tiges ou fils de ce type, qui ont une faible résistance au flambage, dans le sol ou le matériau dans lequel ancrage doit être réalisé. I1 est connu, pour tenter de résoudre cette difficulté, de creuser tout d'abord un trou au fond duquel on place une pièce présentant une surface importante, réalisant un accrochage efficace dans le sol ou le matériau, et.à laquelle est relié la tige ou le fil constituant l'organe d'ancrage apparaissant à la surface du sol. On comprend toutefois que ce moyen est à la fois long et coûteux, étant donné qu'il faut d'abord creuser le trou requis, placer dedans l'organe d'ancrage, puis reboucher ce trou autour de cet organe d'ancrage en forme de tige ou de fil. Il est connu également d'utiliser comme organe d'ancrage une tige ou un fil muni à sa partie inférieure d'une pièce agissant à la manière d'une tarière, notamment d'une plaque circulaire conter mée en hélice. La rotation de l'ensemble, commandée depuis la surface, provoque alors la pénétration dans le sol. Toutefois, les deux moyens précités présentent le grave inconvénient de détruire le compactage du sol et de ne pas permettre ainsi l'utilisation immédiate de l'ancrage. Par ailleurs, dans le cas d'un organe d'ancrage comportant une pièce en hélice, il faut que le sol soit exempt de pierres ou d'obstacles analogues, qui empêchent toute pénétration correcte. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients de la technique antérieure et de créer un procédé et un dispositif assurant - une pénétration autonome, l'ancrage perçant lui-même son logement dans le sol ou dans le matériau analogue; - la conservation du compactage du sol, et même une amélioration, puisqu'aucun volume de matière n'est enlevé lors de la mise en place de l'ancrage; - la possibilité d'enfoncer sans flambage, par un effort de poussée, le fil de diamètre réduit et de grande longueur qui relie à la surface du sol la pièce de retenue ainsi conduite à une profondeur importante; - la possibilité de déploiement de cette pièce de retenue dès qu' on estime suffisante la pénétration dans le sol;; - la réutilisation pour un autre ancrage de la majeure partie du dispositif, seuls restant en place la pièce de retenue placée en profondeur et-le fil qui la relie à la surface. Dans la suite de la description, on comprendra que lorsqu'il est question du sol, ce terme désigne également tout matériau de type analogue dans lequel un ancrage de ce genre doit être réali sé. L'invention est matérialisée, en conséquence, dans un procédé pour assurer la pénétration dans le sol sans forage préalable d'au moins une pièce de retenue non déployée et donc de maitrecouple réduit,fixée à l'extrémité d'un fil de faible diamètre et de grande longueur, de manière à constituer un ancrage, consis tant à adapter autour de ce fil et sur la plus grande partie de sa longueur un tube formant gaine, l'entourant de manière relativement étroite afin de s'opposer au flambage de ce fil, ledit fil s'étendant au delà de la partie inférieure de ce tube sur une longueur suffisamment réduite pour que cette partie non maintenue ne puisse se plier lors de l'enfoncement dans le sol, à adapter sur l'extrémité supérieure du fil un élément d'impact permettant de frapper simultanément sur l'extrémité supérieure du fil et sur le tube, de telle sorte que l'ensemble s'enfonce dans le sol sans enlèvement de matière n réduction de compactage et sans mouvement relatif entre ce fil et ce tube, puis lorsque la profondeur de pénitration désirée est atteinte, à déployer la pièce de retenue par un mouvement relatif du fil par rapport au tube, et auand cette pièce est déployée à retirer ou extraire Te tube en vue de sa réu tilisation pour un nouvel ancrage, seuls la pièce de retenue et le fil demeurant en place dans le sol en constituant l'ancrage dé finitif. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré, le déploiement de la pièce de retenue est provoqué par un déplacement vers le haut du fil tandis que le tube est maintenu immobile. Suivant un autre aspect, l'invention concerne un dispositif d'ancrage destiné à être enfoncé dans le sol, caractérisé en ce qu'il comprend un fil de faible section constituant un organe de liaison, des moyens d'accrochage ou de retenue dans le sol prévus vers l'extrémité inférieure de ce fil, des moyens pour maintenir ces moyens d'accrochage dans une position d'effacement lors de l'enfoncement du dispositif dans le sol, d'autres moyens destinés à amener ces moyens d'accrochage en position de travail quand le fil a été enfoncé dans le sol, et un tube capable d'entourer le fil d'une façon relativement étroite sur la plus grande partie de sa longueur, ce tube étant séparable dudit fil et étant agencé à sa partie supérieure en vue de l'enfoncement dans le sol delté- quipage formé par le tube et le fil sous l'effet d'efforts appliqués sur cette partie supérieure, le tube pouvant ensuite être extrait du sol après que les moyens d'accrochage du fil ont été ame nés en position de travail, de sorte que ce fil demeure dans le sol pour réaliser l'ancrage, tandis que le tube est réutilisable pour une autre opération. Le dispositif ainsi réalisé permet un ancrage aisé et est d'un prix de revient réduit, étant donné que seul l'organe d'ancrage constitué par le fil et les moyens d'accrochage va de meurer dans le sol, tandis que le tube et la partie sur laquelle les efforts peuvent être appliqués pour l'enfoncement peuvent être séparés de cet organe d'ancrage. Suivant un mode de réalisation paraissant avantageux, le tube s'étend depuis la partie supérieure du fil jusqu'à un point situé à une certaine distance de son extrémité inférieure, cette distance correspondant sensiblement à la longueur de fil ou à la position sur le fil occupée par les moyens d'accrochage en position d'effacement, et le tube et le fil sont agencés de façon à permettre, après leur enfoncement dans le sol, un déplacement relatif entre eux, qui provoque la venue en position de travail de ces moyens d'accrochage. Ces moyens d'accrochage peuvent être réalisés d'un grand nombre de manières différentes. Ils peuvent comporter, par exemple, une ou plusieurs languettes, lames, barrettes ou parties analogues, qui s'étendent, dans la position d'enfoncement, en principe le long du fil, et qui peuvent être amenées dans une position d'écartement ou d'expansion par le déplacement relatif précité du tube et du fil. Des moyens de butée sont prévus alors vers l'extrémité inférieure du fil, et les éléments d'accrochage sont intercalés, en position d'effacement, entre ces butées, le rapprochement desdites butées, résultant du mouvement relatif du tube et du fil, provoquant la déformation des éléments d'accrochage, qui s'écartent ainsi du fil sur une partie au moins de leur longueur, pour parvenir en position de travail et réaliser l'accrochage dans le sol.Une des butées peut outre constituée par un collet, une bague, un écrou ou un moyen équivalent prévu vers l'extrémité du fil, tandis que l'autre butée est formée judicieusement par l'extrémité même du tube qui entoure ce fil. Les techniciens imagineront facilement diverses réalisations d'éléments d'accrochage, par exemple en forme de languettes, barrettes, lames, tubes fendus ou autres, capables de s'étendre le long du fil en position d'effacement et de subir une expansion radiale, notamment par écrasement, pour venir s'accrocher dans le sol. Il va de soi qu'un résultat analogue pourrait être également obtenu en prévoyant, comme moyens d'accrochage, des éléments élastiques maintenus en position d'effacement, par exemple par le tube, et libérés de façon à pénétrer dans le sol en réalisant l'accrochage lors d'un mouvement relatif du tube et du fil, par exemple préalablement à l'extraction de ce tube ou au début de ce mouvement d'extraction. Suivant une réalisation possible, la partie supérieure du fil est filetée et fait saillie hors du tube en position d'enfoncement, et il est prévu un cabochon ou une pièce analogue, qui est adapté sur la partie supérieure du fil et qui sert à assurer l'enfoncement de l'équipage dans le sol par frappe au marteau. Ce cabochon peut présenter une partie filetée coopérant avec le fil, ou bien il peut être amovible en vue de l'adaptation d'un écrou sur cette partie filetée. Dans les deux cas, la rotation de l'é- crou ou du cabochon fileté, assurée par les moyens convenables, provoque le déplacement relatif entre le fil et le tube qui amène les éléments d'accrochage en position de travail-. Suivant un autre mode de réalisation, il est prévu un cabochon amovible pouvant être adapté sur-l'extrémité de l'équi- page formé par le tube et le fil, et des moyens sont prévus vers l'extrémité supérieure du fil pour permettre, après enlèvement du cabochon, l'adaptation d'un outil tel qu'un levier, servant à assurer le mouvement relatif requis. Il serait également possible de prévoir un cabochon adapté sur l'équipage et sur lequel l'effort requis pour provoquer ce déplacement serait exercé. Le dispositif comporte judicieusement, vers la partie supérieure du tube, une plaque, une semelle ou une partie analogue qui, d'une part, limite la pénétration dans le sol de l'équipage réalisé par le tube et le fil et qui, d'autre part, peut porter des poignées ou autres moyens servant à l'extraction du tube après la pose de l'ancrage. Comme indiqué précédemment, ce tube et la plaque associée peuvent être alors utilisés pour la pose d'un autre organe d'ancrage constitué par un fil associé à des moyens d'accrochage dans le sol. Quand la pose est terminée et le tube enlevé, la partie supérieure du fil fait légèrement saillie hors du sol et elle peut être utilisée pour la fixation d'un fil de fer, d'un câble ou de tout autre élément, de la manière en soi usuelle. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. l est une vue en élévation avec coupe partielle d'un mode de réalisation possible de dispositif d'ancrage suivant l'invention, dans sa condition d'enfoncement dans le sol. La figure 2 est une vue en perspective de l'un des éléments d'accrochage ou de rétention. La fig. 3 est une vue en élévation partielle avec coupe montrant la manière dont l'expansion des éléments d'accrochage est assurée dans le sol. La fig. 4 est une vue schématique à petite échelle d'un ancrage définitif. Le dispositif d'ancrage représenté sur les dessins comprend un fil 1 de forme allongée et de faible diamètre, ayant une faible résistance au flambage et qui ne pourrait pas être enfoncé dans le sol ou dans un matériau analogue, en vue de réaliser l'an crage, par des efforts appliqués sur son extrémité supérieure. Suivant le mode de réalisation considéré, le fil 1 est muni d'un filetage 2 à son extrémité inférieure et d'un filetage 3 à son extrémité supérieure. Dans le cas présent, un élément d'accrochage constitues par une armature 4 est adapté sur la partie inférieure du fil 1. Cette armature a d'une façon générale une forme de Z, comme visible sur la fig. 1. Elle est engagée et retenue sur le fil par deux pattes supérieure et inférieure 5 et 6 percées pour le passage du fil comme montré en 7 sur la fig. 2, et comprend deux parties lon gitudinales 8 sensiblement de même longueur qui, au repos, s'étendent en principe parallèlement au fil, de part et d'autre de celui -ci,et qui sont reliées entre elles par une partie oblique 9 munie d'un trou 10 pour le passage du fil. On voit sur la fig. 1 la position de l'armature 4 surelle fil dans la condition de repos. Chaque Dartie principale 8 de l'armature présente sensiblement à mi-hauteur, comme visible sur la Fig. 2, des trous 11 formanades zones de moindre résistance, au niveau desquels ces parties vont se déformer pour l'accrochage dans le sol comme décrit plus loin. Dans le mode de réalisation considéré, l'armature 4 est engagée sur la partie inférieure du fil 1 et la patte inférieure 6 est retenue entre deux écrous 12 qui sont vissés sur la partie inférieure filetée 2 de ce fil 1. Le dispositif d'ancrage objet de l'invention comporte en outre un tube 13 traversant une plaque supérieure 14 retenue par exemple sur ce tube par un collet indiqué en 15, cette plaque étant munie ici de poignées 16. Le tube 13 a un diamètre intérieur qui est sensiblement égal au diamètre extérieur du fil 1, tout en pouvant coulisser librement sur lui. Le dispositif comprend en outre, suivant le mode de réalisation représenté, une pièce 17 munie de poignée 18 qui peuvent être amovibles et comportant un taraudage 19, le fût de la pièce 17 et le taraudage 19 ayant ici une longueur notable. Pour la pose du dispositif d'ancrage, on adapte autour de l'organe d'ancrage proprement dit, constitué par le fil 1 et par l'armature 4 engagée sur la partie inférieure de celui-ci, le tube 13 engagé dans la plaque 14, ce tube étant enfilé sur le fil jusQu'à ce qu'il vienne en butée contre la patte supérieure 5 de l'armature 4. Les dimensions relatives des éléments sont calcules de telle sorte que, dans cette condition, la partie supérieure filetée du fil fasse légèrement saillie, comme visible sur la Fis 1, par rapport à l'extrémité supérieure du tube 13. La pièce 17 est alors visse sur cette partie en saillie du fil jusqu'au contact du collet 15 du tube 13. Une fois le dispositif ainsi préparé, il est enfoncé dans le sol en frappant au marteau ou en exerçant un effort sur l'extrémité fermée de la pièce 17. Les chocs ou efforts exercés sont alors transmis à l'équipage constitué par le fil 1 et le tube 13. Par suite de la présence de ce tube, la résistance au flambage du fil constituant l'organe d'ancrage proprement dit est nettement augmentée, et l'ensemble peut ainsi pénétrer sans flambage dans le sol dans lequel l'ancrage doit être réalisé, et sans réduction du compactage de celui-ci. Du fait de la position d'effacement de l'armature 4, le maitre-couple de l'équipage est également réduit. La plaque 14 reposant sur le sol, cette pénétration est assure sensiblement jusqu'à la venue en butée du collet 15 du tube avec cette plaque. La longueur du fil 1 et du tube 13 est fonction de l'effort à l'arrachement devant être supporté par l'ancrage, et éventuellement de la nature du sol ou du matériau, mais dans tous les cas, on choisit des longueurs relativement grandes, afin d'obtenir un ancrage sûr. Après cet enfoncement, on fait tourner la pièce 17 dans le sens de son vissage sur le fil 1. Etant donné que cette pièce prend appui sur le tube 13, il en résulte un déplacement vers le haut du fil 1, comme visible sur la Fig. 3. Lors de ce déplacement l'armature 4 maintenue par butée entre les écrous 12 et l'extrémité inférieure 20 du tube subit une déformation par écrasement avec expansion radiale, comme visible sur la Fig. 3, c'est-à-dire quelle pénètre latéralement dans le sol pour réaliser un accrochage dans ce lùi i-ci. Une fois cette opération effectuée, il suffit à l'utilisateur de dévisser la pièce 17 au moyen des poignées 18 pour la dégager du filetage 3 du fil 1, puis de tirer sur les poignées 16 pour dégager également le tube 13 du fil. Cette extraction a lieu sans difficulté. En outre, le fil n'est pas entrainé dans ce mouvement, du fait de son accrochage dans le sol par l'armature 4. Les éléments constitués par le tube 13 avec la plaque 14 et la pièce 17 avec les poignées 18 peuvent ensuite être réutilisés pour la pose d'un nouvel ancrage. L'ancrage définitif obtenu est visible schématiquement sur la Fig. 4. On voit qu'il est ainsi possible, grâce à l'invention, de faire pénétrer dans le sol, par impact ou poussée, un organe d'ancrage constitué par un fil allongé de faible diamètre, muni d'éléments d'accrochage, sans avoir à craindre un flambage du fil. Cette pose de l'ancrage a lieu également sans décompression du sol autour de l'organe d'ancrage, et l'ancrage obtenu est im- médiatement utilisable. Il suffit en effet d'adapter à l'extrémité supérieure du fil, qui peut être par exemple percée ou munie d'un autre moyen à cet effet, un organe ou dispositif de fixation d'un fil de fer, d'un câble ou d'un autre également, pour la mise en service immédiate de l'ancrage. Des modifications peuvent'être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalencesbbchniques, sans s'écarteur de l'invention. Ainsi, on peut utiliser à la place de armature 4 n'importe quel système déformable en un ou plusieurs éléments, capable de subir, sous l'effet de l'écrasement réalisé entre la butée inférieure portée pnr le fil et l'extrémité inférieure du tube 13, une expansion radiale réalisant un ccrochage dans le sol. On peut ainsi prévoir notamment un tube fendu en forme de cage, présentant une amorce de déformation vers l'extérieur, ou bien une ou plusieurs lames de métal en forme d'hélice allongée, dont l'écartement provoque en même temps l'expansion radiale, ou d'au tres systèmes encore. La butée inférieure du fil pourrait égele- ment être constituée par des moyens différents au lieu des écrous par exemple par un collet venu de fabrication avec le fil et supprimant ainsi la nécessité de prévoir un filetage à cet endroit. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assurer la pénétration dans le sol sans forage préalable d'au moins une pièce de retenue non déployée et donc de maître-couple réduit, fixée à l'extrémité d'un fil de faible diamètre et de grande longueur, de manière à constituer un ancrage, caractérisé en ce qu'on adapte autour de ce fil et sur la plus grande partie de sa longueur un tube formant gaine, l'en- tourant de manière relativement étroite afin de s'opposer au flambage de ce fil, ledit fil s'étendant au delà de la partie inférieure de ce tube sur une longueur suffisamment réduite pour que cette partie non maintenue ne puisse se plier lors de l'enfoncement dans le sol, on adapte sur l'extrémité supérieure du fil un élément d'impact ou de poussée permettant d'exercer simultanément des efforts sur l'extrémité supérieure du fil et sur le tube, de telle sorte que l'ensemble s'enfonce dans le sol sans enlèvement de matière ni réduction de compactage, et sans mouvement relatif entre ce fil et ce tube, puis lorsque la profondeur de pénétration désirée est atteinte, on déploie la pièce de retenue par un mouvement relatif du fil par rapport au tube, et quand cette pièce est déployée on retire ou on extrait le tube en vue de sa réutilisation pour un nouvel ancrage, seuls la pièce de retenue et le fil demeurant en place dans le sol en constituant l'ancrage définitif. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le déploiement de la pièce de retenue est provoqué par un déplacement vers le haut du fil tandis que le tube est maintenu immobile. 3. Dispositif d'ancrage destiné à être enfoncé dans le sol ou dans un matériau analogue, caractérisé en ce qu'il comprend un fil de faible section mais de longueur notable constituant l'élément d'ancrage proprement dit, des moyens d'accrochage ou de rétention dans le sol prévus vers l'extrémité inférieure de ce fil, des moyens pour maintenir ces moyens d'accrochage dans une position d'effacement lors de l'enfoncement du fil dans le sol, d'autres moyens destinés à amener ces moyens d'accrochage en position de travail quand ie fil a été enfoncé dans le sol, et un tube capable d'entourer ce fil d'une façon relativement étroite sur la plus grande partie de sa longueur, ce tube étant séparable dudit fil et sa partie supérieure étant agencée pour permettre l'application de coups ou d'efforts, de sorte que l'équipage constitué par le fil et le tube peut être enfoncé dans le sol et que le tube peut ensuite être extrait du sol après que les moyens d'accrochage du fil ont été amenés en position de travail, ce fil demeurant alors dans le sol pour réaliser l'ancrage et le tube étant réutilisable pour une autre opération. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le tube s'étend sensiblement depuis la partie supérieure du fil jusqu'à un point situé à une certaine distance de son extrémité inférieures cette distance correspondant environ à la longueur de fil ou à la position occupée par les moyens d'accrochage en position d'effacement, le tube et le fil étant agencés de façon à permettre, après leur enfoncement dans le sol, un déplacement relatif entre eux, provoquant la venue en position de travail de ces moyens d'accrochage. 5.- Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage portés par le fil sont constitués par une ou plusieurs languettes, barrettes, lames ou parties analogues s'étendant, dans la position d'enfoncement, en principe le long du fil, et pouvant être amenées dans une position de travail ou d'expansion, par déplacement ou par déformation, afin de réaliser l'accrochage dans le sol. 6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage sont disposés de telle sorte que leur déplacement ou leur déformation entre la position d'enfoncement et la position de travail soit provoqué par le mouvement relatif entre le tube et le fil. 7.- Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que des moyens de butée sont prévus vers l'extré- mité inférieure du fil et les moyens d'accrochage sont intercalés, en position d'effacement, entre ces butées, le rapprochement desdites butées sous 1'effet du mouvement relatif du tube et du fil amenant les moyens d'accrochage de leur position d'effacement à leur position de travail. 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des butées est constituée par un collet, une bague, un écrou ou un moyen équivalent prévu vers l'extrémité inférieure du fil, tandis que l'autre butée est formée par l'extrémité du tube entourant ce fil. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le fil porte des moyens d'ac crochage élastiques maintenus en position d'effacement par le tube et libérés par le mouvement relatif du tube et du fil pour parvenir élastiquement à leur position de travail. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la partie supérieure du fil est filetée et fait légèrement saillie hors du tube en position d'enfoncement, et en ce qu'il est prévu une pièce adaptable sur la partie supérieure du fil pour l'enfoncement de l'équipage dans le sol par impact ou par poussée. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que cette pièce présente une partie filetée coopérant avec le filetage du fil et des moyens pour assurer son déplacement en rotation après l'enfoncement de l'équipage dans le sol, pour provoquer le mouvement relatif entre le tube et le fil. 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que le tube porte vers sa partie supérieure une plaque, une semelle ou un moyen analogue limitant la pénétration de l'équipage dans le sol et muni de moyens tels que des poignées facilitant l'extraction du tube après la pose de l'ancrage.