Brevet FR2427434A1 — publié le 19791228

La présente invention a pour objet un procédé pour transmettre à un substratum ferme les charges importantes exercées par des ouvrages pesants de grandes dimensions se situant au sol ou à une certain niveau au dessus du sol. Pour résoudre de tels problèmes, on fait actuellement appel à différents procédés allant du plus simple (constitué par une simple galette de bétons dans le cas où la différence de hauteur entre le niveau imposé et le substratum est pratiquement nul) jusqu'au plus compliqué lorsque la différence entre ces deux niveaux atteint plusieurs mètres, voir dizaines de mètres sous le niveau naturel du sol ou de part et d'autre de celui-ci.Dans ce dernier cas, la technique classique consiste a) à mettre en oeuvre, c'est-à-dire battre ou forer des pieux en béton armé ou métalliques, s t ancrant dans une couche suffisamment résistante pour supporter les efforts transmis par ces pieux; b) à assurer au niveau du terrain naturel ou plus exactement à la tête de ces pieux des ouvrages tels que longrines ou dalles permettant d'encaisser les efforts horizontaux plus ou moins importants en raison de la non-verticalité absolue des pieux.Ces ouvrages sont généralement rendus nécessaires pour réaliserune son correcte entre les têtes des pieux et les poteaux en béton armé parfaitement verticaux qui les prolongent en élé vation; c) à exécuter des poteaux dans le prolongement de chaque pieu, dont les dimensions doivent permettre de t r a n s m et t r e les charges d e s structures lourdes et de la dalle porteuse sur les pieux; d) à la hauteur désirée par rapport au sol naturel, l'ouvrage doit être complété par une dalle porteuse en beton armé de grandes dimensions dont la réalisation est rendue très délicate et par suite conteuse en raison des sujétions de coffrages, d'étaiement et des conditions de travail en hauteur. Ce procédé exige dans tous les cas la réalisation dtune dalle en béton armé lourde et conteuse pour supporter la charge, par exemple un réservoir, surtout dans le cas de charges au-dessus du sol, et l'emploi de nombreux poteaux ou piliersmassifs pour porter cette dalle. La présente invention a pour objet de remplacer de tels ouvrages onéreux et complexes, en particulier dans le dernier cas mentionné ci-dessus, par une structure simple monolithique assurant une répartition régulière des charges conduisant à des taux de travail admissibles compatibles avec le substratum. À cet effet, à partir d'un substratum capable de recevoir les contraintes nécessaires et qui peut Outre constitue par - un sol naturel ayant un taux de travail admissible compatible avec les chnogesp - un sol traité par différents procédés (drains, pieux en sable, préchargement, substitution,...) lui permettant de retrouver un taux de travail compatible avec les charges que l'on désire lui appliquer; - un ensemble de pieux en béton armé ou métalliques, ancrés dans un substratum solide et s'tendant jusqu'au niveau du sol, on effectue les opérations suivantes a) une dalle en béton armé est coulée directement sur ce substratum et joue le roule de pré-dalle vis-à-vis de la couche mon nolithique qui la surmonte; b) une couche monolithique en matériau homogène do bonne cohésion et appropriée aux contraintes qu'elle devra supporter. Cette couche repose sur la dalle en béton armé précédente et peut lui être plus ou moins intimement liée. Elle reçoit sur sa surface supérieure les charges des structures lourdes de grandes dimensions. L'étendue de l'aire de support des charges et l'angle de talutage pows nt varier en fonction de plusieurs paramètres, à savoir : matériaux utilisés, obtention du taux de travail admissible sur le substratum à partir des charges et des dimensions propres aux structures lourdes. Cette couche assure un rible transmetteur-répartiteur des charges réalisant la compatibilité entre le taux de travail imposé par les structures lourdes et le taux de travail admissible par le substratum. Les deux avantages principaux de l'invention sont - suppression de la dalle porteuse, et des poteaux sous jacents. - participation de l'ensemble du bloc monolithique à la répartition des contraintes et au calcul de résistance des matériaux de l'ensmmble de ltouvrage permettant de réduire ltépaisseur et le ferraillage de la dalle béton armé constituant sa face inférieure (sous-face). Ce système de prise en compte du bloc monolithique pour le calcul se rapproche de celui de la npré-dalle" mais appliqué à des massifs de grandes dimensions et lourdement chargés. Le matériau constitutif du massif monolithique peut Outre du sable aggloméré par un liant, une argile composite, une grenaille concassée et en général toute masse compactée solidifiée. Un grave-laitier additionné d'un liant et de chaux convient particulièrement bien et offre l'avantage d'un prix de revient très bas. Pour mieux faire comprendre l'objet de cette invention, on décrira plus en détail ci-après deux exemples de réalisation, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue schématique d'une installation de support d'un réservoir au-dessus du sol suivant un procédé actuel. La figure 2 est une vue similaire d'une installation suivant l'invention. La figure 3 est une vue semblable à la précédente pour un support de réservoir au niveau du sol. À la figure 1 on a représenté schématiquement la réalisation d'après les procédés courants d'une installation de support à 5 m au dessus du sol d'un réservoir lourd 1 de par exemple 25 m de haut, 35 m de diamètre avec une charge d'environ 24000 T exerçant une contrainte unitaire de 3 bars sur la dalle du support 2. Cette réalisation exige la constitution au-dessus du sol d'une dalle ou plateforme en béton armé 2 qui peut avoir une épaisseur de 0s50 - 1 m. La construction de cette dalle nécessite d'importants coffrages et est très conteuse. Cette plateforme 2 est portée par une série de poteaux massifs 3, généralement en béton armé, Ces poteaux sont ancrés au sol 7 par des semelles 4. Sil s'agit d'un sol meuble, le sol 7 est recouvert d'une dalle 5 en béton armé servant de liaison avec les pieux et pouvant reprendre les efforts horizontaux pouvant exister à cette charnière dans la mesure où la verticalité des pieux à aplomb des poteaux 3 ne peut outre ni obtenue, ni assurée. Des pieux de fondations 6 sont coulés dans 1'épaisseur du sol sur 5 - 10 - 20 mètres ou plus et ancrés dans le sol ferme 8. Le procédé suivant ;'invention permet de se libérer de ces sujétions. A cet effet, on recouvre le sol 7 d'une galette dallée 9 en béton armé et on construit un massif homogène monolithique 11, que l'on compacte et durcit convenablement, avec un talus de bordure d'angle approprié pour assurer la tenue de l'ensemble sous l'exercice de la charge du réservoir le Ce massif peut Otre obtenu par couches successives de grave-laitier et recouvert d'un revêtement de béton, plate, ciment, peinture ou autres. La pression exercée par le poids du réservoir se transmet directement et uniformément par la masse compacte 11 à la galette 9, et aux piliers 6 ancrée dans le sol ferme 8. L'économie du système précité par rapport à une solution classique est dans cet exemple renforcée par l'emploi d'un matériau convenable qui est un sous-produit dune importante industrie et pour cette raison dont la valeur marchande est très faible au regard de ses qualités dans la présente application. Dans cet exemple, l'angle de talutage est uniquement déterminé par la nature du matériau employé (grave-laitier) et non par la substratum (pieux en béton armé). On peut imaginet un autre exemple dans le cas d'un substratum à faible portance (taux-de travail du sol inférieur à celui imposé par la structure lourde). Dans ce cas, l'angle de talutage sera déterminé et calculé pour que la diffusion des contraintes ddes aux structures lourdes à travers le massif de répartition permette d'atteindre des valeurs limites acceptables au niveau du substratum. Si le sol 7 est suffisamment ferme, il est inutile de recourir aux piliers ou poteaux de soutainement 6. Dans ce cas, le bloc monolithique est durci sur le sol ferme (ou coulé dans une fondation 10) et son aire supérieure sert de support au réservoir 28 une hauteur fonction de l'épaisseur du bloc. Il doit outre entendu que les dimensions du bloc monolithique, solidifié au bout d'un temps variable suivant sa composi tion, et l'angle de talutage, sont fonction de la valeur de la charge à transmettre au substratum ferme supportant l'ensemble0 REVENDICATIONS 1 Procédé pour reporter sur un substratum résistant les contraintes exercées par des structures lourdes de grandes dimensions situées au niveau du sol et surtout au dessus de ce niveau, et notamment des réservoirs, caractérisé en ce qutà partir dun substratum capable de recevoir les contraintes, on coule au niveau du sol une dalle en béton armé et on le recouvre d'un bloc monolithique en matériau solidifiable homogène et de bonne cohésion approprié aux contraintes à supporter, l'aire plane supérieure de ce massif recevant directement la structure à supporter et l'aire inférieure étant liée à la dalle faisant office de pré-dalle collaborante vis à vis du bloc monolithique. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que'la couche monolithique assure le rôle transmetteur répartiteur des charges réalisant la compatibilité entre le taux de travail imposé par les structures lourdes et le taux de travail admissible pour le substratum. 30 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface porteuse du bloc monolithique et l'angle de talutage sont calculés en fonction des matériaux utilisés et du taux de travail admissible sur le substratum à partir des charges et dimensions propres aux structures lourdes. 40 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que'le bloc monolithiuue est exécuté en grave-laitier. 50 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'un sol meuble, on ancre un ensemble de pieux en béton ou métal dans le substratum solide, la dalle située à la base du bloc monolithique jouant à la fois le rôle de pédale et celui de dalle de liaison avec les pieux sous-jacents.