Brevet FR2415170A1 — publié le 19790817

La présente invention se rapporte à un procédé de mise en place et de scellement d'une tige d'ancrage dans le sol, con sistaxit: à enfoncer dans ce sol un tube de fonçage passant par une ouverture d'un mur, à y introduire la tige quand ce tube a atteint la profondeur désirée, à refouler du mortier liquide dans ledit tube jusqu'à l'extrémité intérieure de celui-ci, et enfin à retirer ce tube du trou fait dans le sol. L'invention se rapporte par ailleurs à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et en particulier à un dispositif composé d'un tube de fonçage en un ou plusieurs tronçons et d'un fleuret ou mèche destiné à être monté sur ce tube. Les ancrages scellés par injection sont utilisés surtout pour consolider les fissures du sol, en particulier au cours des fouilles de fondations, et pour assurer une protection contre les soulèvements de terrain. Ils sont composés d'un ou plusieurs éléments de traction en acier et d'un corps d'ancrage formé dans le sol. Ils sont introduits dans ce sol au moyen de divers procédés de forage et ils y sont fixés définitivement.On fait adhérer le corps d'ancrage au terrain en injectant à une ou plusieurs reprises du mortier de ciment, qui durcit ensuite sur ce corps. Il est difficile d'exécuter l'ancrage lorsqu'une pression hydrostatique excessive s'exerce derrière le mur qui consolide la fissure, au niveau oU la tige d'ancrage passe dans ce mur. Lorsqu'on exécute des ancrages scellés par injection, il est connu de les protéger des effets d'une faible surpression hydrostatique en disposant, au point d'ancrage, des joints, bourrages ou garnitures, qui sont placés dans l'interstice compris entre le tube de fonçage et le passage traversant le mur et qui obturent hermétiquement cet interstice. Il est connu par ailleurs d'utiliser un joint à lèvres élastiques qui, lorsque le tube de foncage est retiré, s'appliquent en raison de leur élasticité contre la tige d'ancrage, dont le diamètre est plus faible que celui de ce tube, en empochant la terre soumise à la surpression hydrostatique d'y refluer.Si cette pression augmente, ce joint logé entre le passage et le tube de forage reste efficace mais, si la mèche ou outil analogue destiné à rester dans le sol, était chassé de ce tube, l'eau et des particules de terre pénétreraient dans ce dernier et se déverseraient devant le mur de protection, ce qui est inadmissible pour des raisons de stabilité des batiments situés au-dessus du point d'ancrage. L'invention a pour but de permettre de mettre en place et de sceller dans le sol une tige d'ancrage en passant par une ouverture d'un mur, meme au cas où la pression hydrostatique est élevée, sans que des particules de la terre du sol et de l'eau puissent parvenir sur la face antérieure de ce mur par le tube de fon çage ou en passant autour de ce dernier. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on maintient toujours hermétiquement obturée l'extrémité antérieure du tube de fonçage ; pendant que lson fait reculer initialement ce tube, on injecte du mortier liquide sur une longueur égale à l'amplitude de ce recul, puis l'on repousse la tige d'an crage contre la mèche restée dans le sol. Conformément à l'invention, pour réaliser un ancrage scellé par injection, on enfonce d'abord dans le sol, par le passage ménagé dans le mur, un tube de fonçage jusqu'à la profondeur voulue, l'extrémité antérieure ou intérieure de ce tube étant obturée par une mèche, un fleuret ou par un outil de forage analogue, emboité dans une surface conique du tube, un joint supplémentaire tel qu'une bague insérée dans ce tube pouvant etre disposé à hauteur de cette surface conique. L'outil de forage est par exemple une mèche ou un trépan, comportant un passage pour de l'eau de lavage et un clapet qui permet à cette eau de s'échapper de la tête, mais qui empêche par contre l'eau du sol de pénétrer dans le tube. Lorsque ce tube a été enfoncé dans le sol à la profondeur voulue, on y introduit la tige d'ancrage, puis on le fait reculer d'une petite distance en l'écartant de la mèche, tout en y injectant du mortier de scellement, de façon à former le corps d'ancrage. Un joint, disposé dans le tube et coopérant avec la surface de la tige laisse passer le mortier vers la zone d'ancrage, mais~emp8che l'eau et les particules du sol de dégorger en sens inverse par ce tube. Pendant que l'on fait reculer ce dernier, on repousse, au moyen d'une barre introduite par l'extrémité postérieure de ce tube, la tige d'ancrage contre la mèche restée dans le sol, ce qui maintient cette tige dans la position voulue. La barre passe hermétiquement dans un capuchon de compression vissé à cette extrémité postérieure du tube, ce qui donne, pendant le scellement et donc pendant la formation du corps d'ancrage, un dispositif de compression étanche. Quand 11 opération de compression est terminée, c'est-àdire lorsque le corps d'ancrage a été formé sur toute sa longueur, on retire élément par élément le tube de fonçage de la région de ce corps et on dévisse ces éléments si ce tube est composé de plusieurs tronçons vissés les uns aux autres. Un petit élément tubulaire, qui contient le siège conique de la mèche et qui peut être appelé elément d'attaque, est fixé au tronçon du tube de fonçage retiré en dernier. Quand cette extrémité du tube se trouve sensiblement au milieu du passage ménagé dans le mur, on injecte dans ce passage et dans le trou de forage qui le suit un bouchon composé d'une masse de matière plastique qui réagit au contact de l'eau en formant une masse alvéolaire. le bouchon ainsi formé obture hermétiquement ledit passage autour de la tige d'ancrage, si bien que ni l'eau, ni aucune particule de la terre qui se trouve derrière ce mur ne peuvent s'échapper par ledit passage. Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour exécuter des ancrages provisoires ou permanents ayant une orientation quelconque, de l'horizontale à la verticale. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif qui représentent la mise en place d'un ancrage oblique destiné à ancrer un mur, et sur lesquels la figure 1 est une coupe verticale du mur, dans la région d'un passage par lequel un tube de fonçage est enfoncé dans la terre située derrière ce mur la figure 2 est une coupe axiale d'une couronne de forage par percussion, utilisée comme mèche la figure 3a est une coupe longitudinale représentant en position de percussion l'élément d'attaque qui est vissé à l'ex- trémité antérieure du tube de fonçage et dans lequel la mèche est ajustée la figure 3b est une coupe longitudinale analogue à celle de la figure 3a représentant le tube de forage et son élément d'attaque légèrement reculé de la mèche restée dans le sol, après- introduction d'une tige d'ancrage et injection de mortier par ce tube pour former le corps d'ancrage la figure 4 est une coupe analogue à celle de la figure 1, représentant l'exécution de l'opération de scellement et de recul du tube ; et la figure 5 est une coupe à plus grande échelle du passage du mur, représentant l'injection du bouchon qui obture ce passage. Ainsi que le représente la figure 1, pour exécuter un ancrage dans la terre 19 située derrière un mur 1, on enfonce par une ouverture 2 de ce mur un tube de fonçage 4 composé de tronçons vissés les unes aux autres, en exerçant des efforts de poussée, dans le sens de la flèche 21, au moyen d'un mouton par exemple, sur une enclume fixée à l'extrémité postérieure de ce tube 4. Un presse-étoupe 3, logé dans un passage 22 de l'ouverture 2, coopère avec la surface extérieure du tube 4 et il peut être soumis à la compression nécessaire pour que l'étanchéité soit parfaite au moyen d'une douille 23 à collerette dont la position est réglable. Un élément tubulaire d'attaque 5 est vissé à l'extrémité antérieure ou intérieure du tube 4 et une mèche ou fleuret 6 y est logé de façon à obturer hermétiquement cette extrémité. A cet effet, la queue 24 de cette mèche 6 est conique et elle coopère avec une surface complémentaire 25 de l'élément 5 ayant la conicité correspondante. L'angle au sommet du cône est choisi de manière que les éléments ne puissent se coincer l'un dans l'autre. Un joint annulaire 9, tressé par exempleeest logé dans une gorge circulaire 26 de la surface conique 25. Si les couches du terrain sont compactes, il est possible de fixer dans l'élément d'attaque 5, à la place de la mèche 6, une tête 7 (figure 2) convenant au forage par percussion et comportant une queue 24 identique à celle de la mèche 6. Cette tête 7 est percée d'un alésage axial 27, d'où partent des alésages divergents 28, de sorte qu'un agent de lavageJintroduit dans le tube 4 d'une manière non représentée, peut s'échapper de ladite tête. Ceperdant, pour empêcher l'eau et/ou des particules de terre de pénétrer dans le tube de fonçage par l'alésage 27, celui-ci contient un clapet 8 qui, dans la forme de réalisation représentée, se compose d'une bille 31, qu'un ressort 29 applique contre un siège annulaire 30. Une tête de forage de ce genre permet d'utiliser de l'eau injectée pour faciliter le fonçage, mais empêche l'eau et la terre de passer par elle dans le tube 4, lorsque, par exemple, il faut rallonger ce dernier et que pendant ce temps il n'est pas possible d'y injecter de l'eau de lavage. Lorsque le tube 4 a été enfoncé à la profondeur voulue dans le sol 19, on retire l'enclume -20 de son extrémité postérieure et on y introduit une tige d'ancrage 10, recouverte sur une partie de sa surface par un tube protecteur 11, jusqu'à ce que cette tige s'applique contre la queue 24 de la mèche 6 ou de la tête 7, la longueur de ladite tige étant déterminée de façon que son extrémité postérieure fasse saillie au-delà du mur 1, comme le représentent les figures 4 et 5. L'extrémité postérieure du tube 4 se trouve en arrière de celle de la tige 10 et elle porte un capuchon 15 à canal 12 d'introduction de mortier. Une barre de poussée 13 passe hermétiquement dans ce capuchon 15 ; elle est appliquée contre l'extrémité postérieure de la tige d'ancrage 10 et elle passe dans un joint 17 et fait saiSie au-delà de l'extrémité postérieure du tube.Son extrémité postérieure est appliquée contre une butée 32 d'un affût de traction 18, qui est utilisé pour faire reculer le tube 4, de façon que, lorsque ce dernier est tiré, cette tige d'ancrage 10 et la mèche 6 (ou la tête 7), quoi reste dans le sol, soient amenées aux positions désirées et y soient immobilisées. Quand on fait reculer le tube de fonçage 4, l'élément d'attaque 5 se sépare facilement de la queue conique 24 de la mèche 6 (ou de la tête 7). En même temps, on injecte par le capuchon 15 du mortier qui passe entre les parois intérieures du tube et de cet élément 5 et la surface de la tige 10 ou du tube protecteur 11 placé sur ce dernier, ce mortier parvenant à l'extrémité antérieure de l'élément d'attaque 5 et en sortant pour former,pendantque le tube 4 recule, le corps ou tige d'ancrage 14,représenté partiellement façonné sur la figure 3b et terminé sur toute sa longueur sur la figure 4.Ce mortier est refoulé à travers un joint 16 fixé dans l'élément 5 et comportant des lèvres élastiques 16a qui coopèrent normalement avec la surface de la tige d'ancrage 10, de façon que la pression de l'eau du sol 19ne soit pas en mesure de supprimer lrétanchéité et de repousser cette eau et des particules de terre dans le tube 4. Dans ce but, quand la tige 14 est introduite, elle repousse ces lèvres 16a du joint 16 vers l'extrémité extérieure de l'élément d'attaque 5, ainsi que le représente la figure 3b. En raison du mouvement de retrait appliqué au tube de fonçage 4 et de l'injection simultanée de mortier de ciment, le corps d'ancrage 14 est formé progressivement et uniformément, l'affut 18 étant utilisé pour faire reculer ce tube 4 et pour maintenir la barre de poussée 13. Lorsque ledit tube 4 a été reculé suffisamment pour que ce corps 14 ait la longueur désirée, on interrompt l'injection du mortier. Par contre, on continue à le retirer et on le démonte tronçon par tronçon, le joint 16 disposé dans l'élément d'attaque 5 continuant à empêcher l'eau et les particules de la terre du sol 19 d'y pénétrer. Comme le représente la figure 4, le tube protecteur 11 recouvre la partie de la'tige 10 qui fait saillie hors du corps d'ancrage 14. Lorsqu'on a fait reculer assez le tube de fonçage 4 pour que l'élément d'attaque 5 se trouve sensiblement au milieu du passage 22 de l'ouverture 2 du mure on injecte une masse de matière plastique à l'extrémité intérieure de ce passage 22, par une conduite 33 équipée d'un robinet 34. Sous l'action de l'humidité, cette matière plastique se transforme en une masse alvéolaire et elle forme un bouchon 35, qui obture le passage 22 tout autour de la tige d'ancrage 10, et plus précisément tout autour du tube protecteur 11 recouvrant cette tige. Lorsque ce bouchon 35 a durci, on peut retirer le dernier tronçon du tube 4 avec l'élément d'attaque 5 qui y est vissé, et poser un joint, par exemple un bouchon de caoutchouc, entre la tige d'ancrage et l'ouverture du mur. Il est possible de fixer ensuite, comme d'habitude, à l'extrémité saillante de cette tige un écrou ou un autre élément tendeur. Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif d'ancrage décrits sans s'écarter du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise en place et de scellement par injection d'une tige d'ancrage dans un sol, consistant à enfoncer dans ce sol un tube de fonçage passant par une ouverture d'un mur,à y introduire la tige d'ancrage quand ce tube a.atteint la profondeur désirée, à refouler du mortier liquide dans ledit tube jusqu'à l'extrémité intérieure de celui-ci et enfin à retirer ce tube du trou fait dans le sol, procédé caractérisé en ce que l'on maintient toujours hermétiquement obturée l'extrémité antérieure du tube de fonçage pour empêcher l'eau d'y pénétrer ; en ce que, pendant que l'on fait reculer initialement ce tube, on injecte du mortier liquide sur une longueur égale à la distance de recul, puis en ce que l'on repousse la tige d'ancrage contre la mèche restée dans le sol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant que l'on retire le tube de fonçage, on injecte à l'extrémité supérieure du trou qu'il a formé une matière qui gonfle en se transformant en une masse alvéolaire au contact de l'eau et en formant un bouchon. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant que l'on enfonce le tube de fonçage, on injecte par ce tube un liquide de lavage dans la mèche. 4. Dispositif destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'un élément d'attaque (5), à surface intérieure conique d'emmanchement (25), est disposé à l'extrémité antérieure du tube de fon çage (4), la mèche ou fleuret (6, 7) comportant une queue conique (24) complémentaire de cette surface. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un joint supplémentaire (9) est disposé à hauteur de la surface conique (25) d'emmanchement et de la queue conique (24). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que la mèche est un trépan (7) comportant un cansl(27, 28) destiné à laisser passer un agent de lavage, et un clapet (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'un joint (16) à lèvres, coopérant avec la surface de la tige d'ancrage (10), est disposé dans le tube de fonçage (4) à proximité de son extrémité antérieure. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'un capuchon (15), destiné à introduire du mortier liquide dans le tube de fonçage (4), est disposé près de l'extrémité postérieure de ce tube. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que le capuchon (15) comporte-un passage central destiné à laisser passer d'une façon étanche une barre de poussée (13), un joint (17) de sortie de cette barre (13) étant monté à l'extrémité postérieure du tube de fonçage (4).