Brevet FR2376917A1 — publié le 19780804

L'invention se rapporte à un soutènement pour paroi de fouille, comprenant des tiges d'ancrage dans le sol disposées sensiblement orthogonalement à ladite paroi, à distance les unes des autres (retenues dans le sol au moyen d'une masse d'ancrage) et mises en tension avec une force de traction définie, ainsi que des éléments préfabriqués en béton armé reliés auxdites tiges. En d'autres termes, l'invention concerne un soutènement à ancrage par l'arrière, cet ancrage étant obtenu au moyen desdites tiges d'ancrage dans le sol. La paroi de la fouille peut être verticale ou inclinée. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un tel soutènement. Suivant le iode d'exécution habituel d'un soutènement à ancrage par l'arrière pour fouilles ou excavations de construction, on met tout d'abord en place des poutres ou supports de soutènement par enfonceient ou par forage. On réalise alors, au cours des travaux de creusement, un revêtement de bois ou de béton coulé en place ou projeté, sur la paroi dégagée entre les poutres. Lorsqu'on a atteint une certaine profondeur d'excavation. /les poutres de soutènement des tiges d'ancrage/ on dispose entre/dans le sol, qui sont le plus souvent introduites dans des trous forés en correspondance. lorsque leur lasse d'ancrage a durci dans le sol, on met ces tiges en tension micani- que.La force d'ancrage est reprise sur des embruns horizontales ou ceintures qui soutiennent les poutres de soutènement. Dans un tel soutènement ordinaire, la charge résultant de la poussée des terres est supportée par un système porteur en treillis composé des poutres de soutènement et des membrures. Les tiges d'ancrage assurent la fonction de soutien aux points de croisement. Un garnissage de madriers ou de béton transmet lapoussée des terres au treillis porteur. Un soutènement de ce genre, à ancrage par i 'arrière, présente l'inconvénient qu'il n'est possible d'enfoncer préala bêlent les poutres de soutènement qu'au prix de difficultés dans le cas de certains terrains, composés par exemple de roche feuilletée ou schistenge, d'argile dae ou de marne. Mais il est surtout désavantageux que, pour supporter la charge, on n'exploite pas, ou seulement incomplètement, la résistance du sol lui-mtne à soutenir. Le terrain n'est considéré qu'en tant que charge, et non en tant qu'élément porteur. D'une manière moins usuelle, on connatt aussi (dans la pratique) des soutènements du genre en cause, sans poutres de soutènement. Ici, les éléments préfabriqués en béton armé forment une paroi continue rigide qui est reliée aux tiges d'ancrage dans le sol. Avec ces éléments, on dégage par sections la paroi de soutènement, on réalise les tiges d'ancrage, puis on met en place le rev8tetent en tant que partie préfabriquée. I1 y a juxtaposition jointive des éléments entre eux. Le pouvoir portant du sol n'est pas exploité. On connatt d'autre part des agencements de soutien de talus dans lesquels, pour augmenter l'angle de pente du talus, on introduit dans le talus, au cours du débement, des ancrages dans le sol ou dans la roche, on place des profils d'acier pour répartir la charge et on assure les panneaux par du béton projeté. Cela permet d'améliorer la stabilité d'un talus, lais non d'utiliser le pouvoir portant du sol, plus précisément sa résistance au cisaillement, entre les ancrages pour contenir la pression des terres. L'invention a maintenant pour but de créer un soutènement du genre indiqué au début qui exploite le pouvoir portant du sol, utilisant ce dernier pour ainsi dire en tant qu' élément statique. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les éléments préfabriqués en béton armé constituant des têtes en forme de champignon sur les tiges d'ancrage, ces éléments ne recouvrant qu'une fraction de l'ensemble de la surface de soutènement et recevant la force de traction des tiges d'ancrage associées, et que l'écartement des tiges d'ancrage est choisi de telle manière que la paroi de la fouille est auto-portante du fait de sa résistance au cisaillement entre les têtes en forme de champignon. Selon l'invention, le "revêtement" d'une paroi de fous ne se comporte plus comme un système à treillis porteur, mais en quelque sorte comme un "plafond sans poutres" vertical ou incliné, les têtes en forme de champignon des tiges d'ancrage étant comparables à des appuis en forme de champignon. L'invention résulte de la reconnaissance du fait qu'un sol cohérent est capable, en vertu de sa résistance au cisaillement, de supporter certaines charges sans grandes déformations. I1 peut par suite se tendre lui-même entre les têtes en forme de champignon et supporter la charge résultant de la poussée des terres de tout le système, Plus en détail, il existe plusieurs possibilités pour réaliser l'invention.Ainsi, une forme d'exécution préférée est caractérisée par le fait que toute la paroi de la fouille, c't-à-dire également sous les têtes en forme de champignon, est dotée d'un revêtement souple de béton projeté, comportant éventuellement une armature. Ce revêtement de scellement sert simplement, d'une manière connue, à empêcher la surface dégagée de la paroi de se détendre. Il peut donc aussi être absent. Avantageusement, les têtes en forme de champignon sont reliées d'une manière articulée aux tiges d'ancrage associées. I1 convient de faire en sorte que les têtes en forme de champignon comportent des biseaux marginaux et que le revêtement de béton projeté soit pourvu de renflements correspondants, en forme de petits talus. Le contour des têtes en forme de champignon peut être rond, carré, rectangulaire, hexagonal, etc. Le nombre des tiges d'ancrage est déterminé en fonction de la poussée totale des terres et de sa répartition sur la paroi de la fouille. La forme de leurs têtes, en particulier le diamètre de celles-ci, est déterminé, pour la charge principale de rupture, d'après la norme allemande DIN 4 017 pour les fondations à plat en considérant l'état de tension primaire dans le sol. On va préciser les caractéristiques de l'invention, ainsi qu'un procédé de réalisation d'un soutènement selon l'invention, dans la description qui va suivre,en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, et qui permettra de bien comprendre comment la présente invention peut Are mise en pratique. La figure 1 représente en coupe verticale une fouille équipée d'un soutènement selon l'invention. La figure 2 représente une vue selon la flèche A de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente le détail III agrandi de l'objet de la figure 1. La figure 4 représente une vue selon la flèche C de l'objet de la figure 3. La figure 1 montre le soutènement d'une paroi W d'une fouille B ouverte. Sur cette figure, il s'agit de paroi de droite, qui est inclinée de 100 sur la verticale. On voit des tiges 1 d'ancrage dans le sol disposées à distance les unes des autres, sensiblement perpendiculairement à la paroi W. Ces tiges sont ancrées au moyen de masses d'ancrage 2 respeoives dans des trous 3 forés en correspondance, et sont mises sous tension mécanique en fonction des contraintes qu'elles doivent supporter. Aux tiges d'ancrage 1 sont reliés des élémentspréfabriqués 4 en béton armé, qui sont réalisés d'une manière particulière, savoir de manière à constituer pour les tiges d'anerage 1 des têtes 4 en forme de champignon. Comme le montre en particulier la figure 2, les éléments 4 ne recouvrent qutune fraction de la surface totale du soutèneren; c'est-à-dire de la paroi W. A ces têtes 4 est appliquée la force de tension des tiges d'ancrage 1 respectivement associées. L'écartement des tiges 1 est choisi de telle manière que la paroi W de la fouille se comporte, entre les têtes 4, comme une paroi auto-portante en vertu de sa résistance au cisaillement. Cela signe fie que le pouvoir portant repose sur la résistance au cisaillement du sol, qui est exploitée ainsi d'une manière statique. D'autre part, l'ensemble de la paroi W, c'est-à-dire également sous les têtes 4 est doté, dans le présent exemple d'un revêtement rigide 5 de béton projeté, comportant une armature de type usuel formée par un treillis métallique 6. Les têtes 4 sont reliées d'une manière articulée aux tiges d'ancrage 4 respectivement associées, et présentent des biseaux 7 marginaux, le revêtement 5 de béton projeté étant pourvu de renflements 8 correspondants, en forme de petits talus. On déduit d'un examen compare1 des figures 1 et 2 les caractéristiques principales du procédé selon l'invention. Sur la figure 2 sont représentés, partiellement en tirets, des profils d'excavation 9. Ce procédé est essentiellement caractérisé par le fait qu'on dégage tout d'abord de la paroi W de la fouille, en fonction de la résistance au cisaillement du sol, une première tranche d'épaisseur T1 sans éléments de soutien, puis on y installe des tiges d'ancrage I munies de leurs têtes 4 et on met sous tension mécanique lesdites tiges, et qu'on dégage ensuite une deuxième tranche d'épaisseur T2 sans éléments de soutien puis on y installe des tiges d'ancrage 1, et ainsi de suite, en créant éventuellement des banquettes de décalage dans la direction longitudinale de la fouille B. Les figures représentent, sensiblement à ltéchelle, un exemple d'exécution. Puisqu'aucune poutre de soutènement ne doit être mise en place par forage, on peut tout de suite creuser au début des travaux sur une profondeur de 2,20 m. La paroi W dégagée est assurée par un voile ou revêtement 5 de béton projeté de 5 cm d > épaisseur, armé d'un treillis métallique 6. Puis on met en place par forage les tiges d'ancrage 1 et on pose les éléments préfabriqués 4 en béton armé. Après durcissement du béton injecté 2 des tiges d'ancrage 1, on met celles-ci sous tension mécanique. Après réalisation d'une couche 8 complémentaire de béton projeté formant des renflements de 10 cm en forme de petits talus autour des éléments 4, faisant saillie vers ceux-ci, la première tranche est terminée.Le deuxième creusement est effectué avec une profondeur de 2,58m. I1 fait apparattre sur la paroi W des banquettes 10 de 3 mode large. Cdles-ci sont creusées par sections de 8 m de longueur environ. Dans les niches correspondantes, on effectue le soutènement de la paroi W avec des éléments préfabriqués 4, de la manière décrite. Trois éléments 4 peuvent être mis en place en même temps dans chaque niche. Après avoir mis sous tension mécanique tous les éléments placés dans les niches, on creuse, et c'est la troisième tranche d'excavation, les sections de banquettes subsistant eneore, de 10 m de long environ, puis on met en place dans cette tranche le soutènement de la manière décrite. Les treize tranehes de creuse- ment sont traitées de la même manière. Les éléments 4 se trouvent répartis en sept couches. La force d'ancrage admissible est conçue pour 30 Mp. REVENDICATIONS 1. - Soutènement pour paroi de fouille, comprenant des tiges d'ancrage dans le sol disposées sensiblement orthogonalement à ladite paroi, à distance les unes des autres, et mises en tension avec une force de traction définie, ainsi que des éléments préfabriqués en béton armé reliés auxdites tiges, caractérisé par le fait que les éléments préfabriqués en béton armé constituent des têtes 4 en forme de champignon sur les tiges d'ancrage 1, ces éléments ne recouvrant qu'une fraction de l'ensemble de la surface de soutènement et recevant la force de traction des tiges d'ancrage 1 associées, et que I'écat;ement des tiges d'ancrage 1 est choisi de telle manière que la paroi W de la fouille est auto-portante du fait de sa résistance au cisaillement entre les têtes 4 en forme de champignon. 2.- Soutènement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que toute la paroi W de la fouie, c'est-à-dire également sous les têtes 4 en forme de champignon, est dotée d'un revêtement souple 5 de béton projeté, comportant éventuellement une armature 6. 3. - Soutènement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que'les têtes 4 en forme de champignon sont reliées d'une manière articulée aux tiges d'ancrage 4 associées. 4.- Soutènement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les têtes 4 en forme de champignon comportant des biseaux 7 marginaux et que le revête- ment 5 de béton projeté est pourvu de renflements 8 correspoAdantx en forme de petits talus. 5.- Procédé de réalisation d'un soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on dégage tout d'abord de la paroi de la fouille, en fonction de la résistance au cisaillement du sol, une première tranche d'épaisseur sans éléments de soutien, puis on y installe les tiges d'ancrage munies de leur tête en forme de champignon et on met sous tension mécanique lesdites tiges, et qu'on dégage ensuite une deuxième tranche d'épaisseur sans éléments de soutien, puis on y installe des tiges d'ancrage, et ainsi de suite, en créant éventuellement des banquettes de décalage dans la direction longitudinale de la fouille.