Brevet FR2444755A1 — publié le 19800718

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage d'un tube dans un sol meuble, soit pour permettre à ce tube de servir d'amarrege à un tirant, soit pour permettre d'utiliser de tube comme pieu de fondation. Afin d'accroître la résistance de l'ancrage d'une tige foncée dans le sol, on a déjà proposé de punir cette tige pleine d'une hélice extérieure qui s'engage par vissage dans le sol (pieux vissés); on augmente ainsi la masse utile de terrain ancrant la tige. On a aussi proposé d'utiliser des tiges creuses pourvues d'orifices latéraux et d'injecter dans le terrain, à travers ces tiges, un liquide durcissable. Dans le premier cas cependant, la section de sol intéressée par la tiqe ne dépasse guère le diamètre de l'hélice; dans le second la liaison entre le sol injecté et la tige est précaire. L'invention remédie b ces inconvénients. Selon l'invention, le tube à ancrer dans un sol meuble comporte extérieurement au oins une portion d'hélice i filet plat et, au voisinage immédiat de celle-ci, au moins un orSlce permettant l'injection avec un liquide durcissable du sol entourant le tube à proximité de ladite portion d'hélice, qui guide la diffusion du liquide pour permettre la constitution d'un bulbe de terrain injecté. De préférence cette portion d'hélice s'étend sur au moins un tour du tube. De plus, suivant que le tube est destiné à tra vailler en traction ou en compression, les orifices d'injection sont situés respectivement au-dessus ou au-dessous de la partie de tube portant l'hélice. Un tel tube peut être mis en place dans le sol par vissage, les portions succesives d'hélice, de même pas, étant tour à tour engagées dans le sol. Dans le cas d'un pieu, l les portions d'héli- ce doivent être écartées au plus d'une distance égale à celle qui correspond aux risques de flambage de ce tube en compression. Ainsi, par rapport au terrain injecté à travers les orifices du tube, chacune des portions d'hélice se colporte, soit conne un toit, (cas de la tige travaillant en traction), soit conne un plancher (cas d'un tube travaillant en conpression) prenant appui sur un volume, en forme de bulbe, de terrain injecté, autour du tube qui a perdis l'injection. On peut ainsi mobiliser un-effort aussi grand que désiré, en réalisant le long du tube un chapelet de bulbs d'ancrage suffisamment espacés pour que chacun puisse fournir son effort d'ancrage maximal. Autrenent dit, il est possible de multiplier, par le nombre d'ancrages échelonnés le long du tube, la force d'an- crage inhérente aux caractéristiques propres du sol, lesquelles dépendent fondamentalement de l'angle de frottement interne de ce sol après injection0 Les éléments d'hélice rapportés contre la paroi du tube sont de préférance en tôle soudée.Ils peuvent éventuellement constituer une hélice continue le long du tube, ce qui peut faciliter le vissage du tube, du fait que le passage ouvert dans le sol par la pénétration de l'amorce de l'hélice ne peut se refermer. La aise en place du tube par vissage ést obtenue sans altérer pra- tiquement le terrain.Pour faciliter le vissage, on peut munir l'extrémité du tube d'une amorce coupante hélicoidale (fish-tail) en acier durci (stellite) Dans un node de aise en oeuvre de l'invention,il est possi- ble d'arrêter la progression par vissage du tube tout en poursuivant la rotation de celui-ci, ce qui provoque, au niveau de chaque portion d'hélice, une dislocation du terrain facilitant la pénétration du liquide durcissable injecté. La rotation pet d'ailleurs être poursuivie pendant l'injection de façon à homogénéiser, au niveau de chaque portion d'hélice, le mélange entre le terrain et le liquide durcissable injecté. L'injection du liquide durcissable peut être opérée suivant les techniques connues. Il est possible, par exemple, d'envoyer dans le tube le liquide sous pression de façon que l'injection soit obtenue par tous les orifices b la fois. En raison de la différence des pertes de charge au niveau des divers étages d'orifices, cette façon de procéder peut entraî- ner des mécomptes. Il est préfèrable donc de procéder successivement à chacun des niveaux d'injection. A cette fin on peut descendre dois le tube un tuyau d'injection comportant, à son extrémité, un obturate@ simple ou un double abturateur. On peut ainsi, notamment, commencer au niveau le plus bas en gonflant l'obturateur juste au-dessus de ce niveau et procéder ensuite en remontant à l'injection aux niveaux succsessifs rencontrés.On peut aussi procéder comme il est exposé dans le brevet français N 78 35592, à partir du niveau le plus haut vers le plus bas en punissant intérieurement le tube de sièges de clapets coaxiaux et en utilisant comme clapet une bille ou boule en élastomère qui est chassée à travers les siè- ges successifs par élévation de la pression d'injection. Le dessin annexé permet de bien coMprendre comment l'inven- tion peut être Mise en oeuvre. La figure 1 Montre un tube à ancrer équipé conforiéeent à l'invention. Les figures 2 et 3 montrent, partiellement, en coupe axiale, deux exemples de réalisation d'un tel tube. Sur la figure 1, le tube 1, formé de tronçons assemblés de manière quelconque, comporte des portions d'hélices 2 s'éten- dant chacune sur un tour au soins Ces portions sont toutes de même sens, de même pas et, autant que possible, sont les éléments d'une même hélice virtuelle s'étandant sur toute la longueur du tube de façon que chaque portion pénètre dans le sol dans la trace hélicoidale de la prEc4- dente. L'hélice peut également être continue tout le long du tube, ou sur une partie de celui-ci. n convient d'apprécier les avan- tages et inconvénients de plusieurs portions d'hélice (chacune d'elles devant frayer sa voie) et d'une hélice continue (accroissement du frottement). Au-dessus (ou au-dessous, figure 3) de chaque portion d'hé- lice 2, le tube comporte des bagues d'arrêt 3 retenant des ian- chettes élastiques 4 formant des clapets anti-retour pour un liquide sous pression envoyé dans le tube et qui doit passer par les étages de trous 5 (figures 2 et 3) recouverts par chacune de ces manchettes. Le tube se ternine à son extrémité pénétrant dans le sol par un outil tranchant 6 & coupe hélicoide (Fish-tail) qui anorce l'avance du tube. Un tel tube étant foncé dans le sol,si un liquide durcissable y est envoyé, il imprègne le terrain voisin d'une portion d'hélice, suivant le cas, au-dessus (figure 2) ou au-dessous (figure 3) de cell--ci Suivant la position de l'imprégnation, la portion d'hélice affecte un bulbe schétatisé par les lignes 7 pour résister, soit à un effort ascendant Fl (figure 2) ou à un effort descendant (F2) (figure 3). On accroît ainsi considérablement le diamètre utile du scelleront au niveau de chacune des portions d'hélice. De plus en comprimant le sol par l'effet d'injection, on augmente les caractéristiques mécaniques de ce sol, notamment en y assurant un effet de drainage. Un chapelet de bulbes convenablement espacés perMet ainsi d'obtenir des tubes capables de résister à des efforts de traction ou de compression considérables. Pour les efforts de traction, des barres ou des câbles scellés dans le canal intérieur du tube pleurent en assurer la transmission. Pour les efforts de compression, on peut ainsi réaliser des pieux qui, par exemple pour une section de 60 mm de diamètre et 5 mm d'épaisseur, peuvent supporter des charges de 10 tonnes pour un taux de travail de 11, 6 wmm2. La mise en place de tels tubes peut être assurée en site terrestre par des sondeuses rotatives, ou en site aquatique par des supports flottants munis de moyens de mise en rotation des tubes. L'invention s'applique aux fondations d'ouvrages permettant de limiter le nombre de pieux en les situant judicieusement ou aux ancrages de corps flottants tels que les plate-formes de forage sous-marines, ou l'ancrage de navires en mer. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'ancrage d'un tube dans un sol meuble par injection de ce sol à travers des orifices du tube, caractérisé par le fait que le tube comporte extérieurement, à proximité d'un étage de tels orifices, au moins une portion d'hélice L filet plat s'étendant sur un tour- au moins autour du tube. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les différentes portions d'hélice sont de même sens et de même pas. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par. le fait que les diverses portions d'hélice, raccordées entre elles, constituent une hélice continue. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, par rapport à chaque portion d'hélice, les orifices sont situés respectivement au-dessus ou au-dessous suivant que le tube est destiné à travailler en traction ou en coipression. 5.- Dispositif selon la revendication t, caractérisé par le fait que les orifices d'un même étage sont munis de clapets antiretour constitués par des manchettes d'élastooere entourant le tube. 6.- Procédé de mise en oeuvre d'un ancrage de tube selon l'une des revendications t à 5, caractérisé par le fait que le tube est foncé dans le sol par vissage. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la rotation de vissage est poursuivie pendant que, le tube étant immobilisé en translation, on procède à l'injection du liquide durcissable, au niveau d'au moins un étage d'orifices