Brevet FR2472649A1 — publié le 19810703

- 1- La présente invention se rapporte à la réalisation d'un encastrement provisoirement indépendant d'une nièce préfabriquée en béton dans son système de fondation. La Drésente invention trouve son application dans la cons- truction des ouvrages de rétention en général, et plus Darticuliè- rement dans la réalisation des ouvrages de Génie-Civil et gros- oeuvre de bâtiment, concus avec une partie en élévation préfabri- quee en usine et une fondation coulée en place. L'application se trouve donc en particulier dans les cons- tructions suivantes: - murs de soutènement, - murs de rétention de céréales (silos, stocks etc.....), - réservoirs d'eau notable, - murs de quai, - murs de défense de berges, - soubassements de villas, sous-sols enterrés, - bassins de stations d'épuration, - piscines, - bajoyers d'ouvrages en forme de cadre fermé, - culées de ponts. Dans la technique antérieure, les constructions de murs, de murs de rétention de liquide et/ou de solide, se réalisaient selon les processus suivants: Ou bien les ouvrages étaient construits en place: - la partie au sol, horizontale en général, appelée radier ou semelle de fondation était alors coulée en premier, en lais- sant en attente des armatures ou dispositions nécessaires à la liaison de cette parbie d'ouvrage avec la oartie verticale. Puis la construction se Doursuivait par la mise en place de la partie verticale de l'ouvrage quli transmettait a la fondation les efforts dés aux charges de toutes sortes et/ou aux Doussées des solides et/ou des liquides. Pour ce faire, on réalisait le coffrage, le ferraillage et le coulage de cette nartie avec les moyens classi- ques et usuels: coffrages bois ou métallidues, ferraillage monté en place, coulage du béton entre les coffrages. Ou bien les ouvrages étaient oréfabriqués totalement ou partiellement: - si les ouvrages ôtaient préfabriqués totalement, on obte- nait souvent des ouvrages en forme de L et/ou en Té renversé -. D'autres ingénieurs pronosaient aussi des éléments monolithes -2- plus compliqués de forme, mais qui avaient leur surface de repos au sol incorporée à leur structure. - si les ouvrages étaient préfahricués partiellement, on obtenait en aonéral des ouvrages en forme de L ayant des dispo- sitions d'acier en attente d'un seul côté qui permettaient de réaliser un coulage comDlémentaire d'un seul côté de la fondation par rapport à la partie verticale de l'ouvrage, soit du côté o avait lieu la poussée, soit du côté opposé. Dans ces techniques antérieures, les inconvénients suivants se rencontrent souvent: - si l'ouvrage est Dréfabriqué en totalité sur toute sa partie verticale et toute sa partie horizontale, (exemple murs en Té ou en L) le poids de l'ensemble devient très vite imoortant même pour une faible longueur, et dès que l'on atteint 3 à 4 m. environ de hauteur, l'encombrement rend le transport difficile, la valeur économique du procédé est donc limitée par l'encombre- ment. D'autre part, toute modification d'ouvrage en cours de pose devient quasiment impossible. - si l'ouvrage est partiellement préfabriqué avec la possi- bilité d'agrandir la semelle d'un seul côté, dès que sur chantier il se présente des imprévus tels que: modifications du taux de travail du sol de fondation, ou dimension ponctuelle limitée de la semelle par un obstacle imprévu, ou modification de tracé amenant à changer l'emprbse de la Partie de Pièce au sol, les conséquences financières sont parfois imoortantes, car il peut y avoir refus de pièces déjà préfabriquées, modification d'implantation d'ouvrages avec diverses conséquences, déplacement d'autre ouvrage génant pour posor les éléments préfabriqués. C'est donc un des principaux objets de la présente invention de fournir des dispositions constructives à des éléments verti- caux ou obliques, préfabriqués, autostables ou non, pour leur permettre de pallier les inconvénients des méthodes précédemment décrites. Selon la présente invention, la semelle de fondation n'est ferraillée et coulée qu'après la mise en place de l'élément pré- fabriqué en béton armé oui réalise la structure verticale ou obli- que de l'ouvrage. De manière plus spécifique, la orésente inventioh: - se rapporte à des dispositions constructives nermettant à une pièce préfabriquée en béton armé, verticale ou oblique, - 3 -. 2472649 d'ttre reliée à sa semelle de fondation d'une manière indépen- dante de la position au sol de cette dernière. - pronose des disDositions constructives Dermettant a la partie d'ouvrage vertical ou oblique, oréfabriquée en béton armé et posée à sa place définitive, d'être traversée de oart en Dart par une semelle horizontale ou un radier de fondation exécutes seulement après la pose de l'élément, et dont les dispositions géométriques au sol et le ferraillage reuvent être modifiés jus- qu'au moment o l'on mpttra les aciers de répartition et effec- tuera le coulage de la semelle. - rend, grâce A ces dispositions constructives, avant le coulage des fondations et après la Dose de la nièce Dréfabriquée, l'encastrement de cette dernière dans ses fondations, indépendant de toutes les sujetions de construction, prévisibles ou non, qui peuvent se Drbsenter lors de la réalisation. La Drésente invention fournit aux narois verticales préfa- briquées les dispositions spécifiques de constructions suivantes selon les cas ci-après envisageés: A/ La paroi de rétention est rectangulaire ou bien trapé- zoúdale a sa base: Selon l'invention, au cours de la préfabrication, il est ménagé à la base de la oaroi, un ou plusieurs évidements dont la hauteur doit être égale A l'encombrement vertical des armatures de là. future semelle horizontale, et inférieure a l'épaisseur de cette semelle, d'une valeur égale A l'épaisseur de l'enrobage prévu pour les armatures de cette semelle. Selon l'invention, ces évidements dans lesquels aucun béton n'est coulé lors de la préfabrication, laissent bien dégagés les aciers de l'élément DrOfabriqué vertical qpi ont eété détermines par l'Incenieur calculateur, en fonction des efforts reçus ettde l'équarrissage compatible avec ces efforts. Selon l'invention, la forme de ces aciers sera celle d'une boucle fermée dont les 2 branches verticales suDerieures seront Drives dans l'élément préfabriqué, de manière A assurer l'ancra- ge parfait et la transmission des tractions verticales. Selon l'invention, les bords des évidements serviront à former des "pattes" en béton, armé ou non, qui transmettront à un sol de nose, le noids de l'élément Dréfabrinué. Selon l'invention, lorsque l'élément sprn debout, en Dosi- tion pour assurer sa fonction de rétention à la verticale, les - 4 - 2472649 "pattes" permettront le dcégagement Parfait des armatures des bou- cles ainsi en attente. Les armatures de semelles seront alors déterminées par 1' Ingénieur, en nombre et diamètre suffisants pour passer dans les fenêtres, et se croiser avec les aciers des boucles. Mais, selon les dispositions nrises nar l'invention, leur position dans le sens horizontal est libre jusqu'à ce que l'on coule la semelle de fondation. Selon l'invention, la dimension et la forme des "pattes" restent au choix de l'Ingénieur, aux conditions ci-aDrès: - qu'elles résistent au poids Dro.re de la nièce, - qu'elles assurent par leur nosition et leur nombre l'auto- stabilité de la pièce sur son sol de Dose, - que leur position Dermette le passage des aciers longitu- dinaux de répartition qui seront ou pourront être mis dans la semelle. Selon l'invention,lorsque l'élément est debout, les arma- tures de la semelle ou du radier ou de la fondation Deuvent alis- ser librement sous l'élément en passant entre les "pattes" de 1' élément et entre les boucles d'acier en attente dans l'élément. Selon l'invention, on Peut donc faire varier la Position du ferraillage horizontal de la semelle à volonté par rapport à 1' élément Dréfabriqué vertical déjà oositionné sur un sol de Dose. B/ La Daroi de rétention est de section en Té à sa base: Selon l'invention, au cours de la oréfabrication, il est ménagé à la base de la table de compression, un ou plusieurs évidements, dont la hauteur doit être écale { l'encombre- ment vertical des armatures de la future semelle, de telle manie-: re que les côtés extrêmes de la table et/ou les bossages qui sont conservés, servent de pied avant. Selon l'invention, il est ménagé aussi a la basa de la ner- vure un évidement de même hauteur que le précédent. Selon l'invention, la "natte" arrière ainsi formée par la nprvure est armée par les aciers de cette dernière. Ces aciers sont retournés en boucle fermée, A l'horizontale et ensuite à la verticale dans la table. Selon l'invention, cette boucle d'acier ainsi formée sert à transmettre lps efforts que recoit le nanneau vertical Dréfa- briquo à la semelle de fondation ou au radier horizontal coulé par la suite, et ce, quel que soit les sens des efforts appli- ques sur l'ouvrage. - 5 - 2472649 Selon l'invention, lorsque l'élbment sera debout sur son béton de Dose, en nosition Dour assurer sa fonction de rétention à la verticale, les 3"oattes" ainsi formées Dermettront le déga- gement parfait de la boucle d'acier en attente à la -artie basse de la nervure. Selon l'invention, l'évidement de la table permettra de passer librement et/ou sans aucune gêne, les armatures de la se- melle de fondation, et ce, jusqu'à ce aue l'on coule cette der- nière. f - 6 2472649 D'autres caract4ristiiues et objets de la Drésente invention apparaîtront dans la description suivante de Plusieurs exemDles de réalisations, non limitatifs, d'éelements nrefabriques reDré- sentés dans les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une perspective vue de dessous d'une réali- sation possible de paroi de rétention rectangulaire à sa base, en position couchée, qui montre les aciers al en forme de boucle fermée sortant du bas de la Dièce 3. Cette figure 1 montre aussi les pattes p4 qui forment entre elles l'évidement suffisant pour laisser la formation des boucles d'acier ai se faire librement. La figure 2 montre une coupe AA de la nièce Dosée sur le sol de fondation 6, l'arête 2 étant maintenant verticale, les boucles d'acier al étant ancrées en 5, de manière à reprendre les futurs efforts F7 de poussée lorsque l'ouvrage sera terminé. La figure 3 est une vue de face montrant l'évidement dégagé entre les pattes D4 pour les boucles d'acier al qui ne reposent pas sur le sol de fondation 6, car les pattes p4 sont plus lon- gues que la partie visible des boucles al. La figure 4 est une autre Derspective, vue de dessous, d' une deuxième réalisation possible de Daroi de rétention rectan- gulaire comportant 3 pattes D8, les boucles d'acier a9 étant bien dégagées dans l'évidement crée entre le bas de la nièce 10 et le sol de fondation 11 vus dans les figures 5 et 6. La figure 5 est une couPe AA dans l'axe de la Dièce figu- rant sur la figure 6. L'arête 12 est alors verticale. L'acier a9 est dégagé du sol de fondation 11. La figure 6 est une vue de face du même élément des figures 4 et 5. Elle montre l'évidement crée entre le bas de la pièce 10 et le sol de fondation 11. Les figures 7, 9, 10 sont des coupes 33 d'une pièce identi- que à la figure -1 ou la figure 4, montrant que la position des aciers Drincinaux a13 de la semelle de fondation Deut être vari- able oar ranmort à une face 14 de la pièce préfabriquée. Les cotes el ou e2 ou e3 varient ainsi au gré de l'ingé- nieur. Il en est de même pour les cotes tl ou t2 ou t3. La figure S est une coupe AA des aciers a13 de la semelle de fondation montrant que ces aciers viennent en nombre suffi- sant s'entrecroiser avec les boucles-a16 en attente, et Peuvent librement être déplacés Dar raDnort à la Dièce lorsque celle-ci repose sur son sol de fondation 15. s - ? - 2472649 L'encastrement de la nièce est alors provisoirement indé- Dendant de sa fondation. La figure 11 est une couDe verticale Dar ramoort au sol de fondation 15, réalisée lorsque les cotes e4 et t4 ont été dbfini- tivement choisies, lorsque les aciers comDlementaires a18 de ré- partition ont été posés, et lorsque le béton h20 de la semelle de fondation a été coulé sur une énaisseur s21 suD6rieure à la hauteur h22 des Dattes p19 de la Dièce. La figure 11 montre aussi la réàlisation de l'encastrement définitif de la pièce dans son bheton b20 de semelle de fondation, gr5ce à l'ancrage des boucles a16 dans la semelle d'éoaisseur s21 et à leur recouvrement avec les aciers a13. Les figures 12 et 13 montrent en persoective, pièces posées à terre, les vues d'une réalisation nossible de Daroi de réten- tion en section en Té A sa hase, la face vue 22 de l'ouvrage étant supposée dans cet exemple être la table de compression. Les figures 12 et 13 montrent la formation de la natte p23 de la base de la nervure sur les aciers a24 de celle-ci, et le dégagement de ces aciers a24 en forme de boucle fermée avec an- crage dans la partie supérieure verticale comme cela est détail- lé dans la fiaure 16. Les figures 12 et 13 montrent la formation des Dattes D25 permettant l'évidement de l'lément à Dartir de sa hase 26. La figure 14 est une vue de dessous de la nièce montrant la position des aciers a24. La figure 15 est une vue de face de la nièce renosant sur son sol de fondation 27, la face 22 étant verticale. La figure 15 montre que les nattesp23 et p25 sont plus lon- gues que la partie en attente des aciers a24 refermés en boucle. La figure 16 est une couDe AA de la figure 15 montrant 1' ancraae des aciers a24 de la nervure dans celle-ci et dans la table, de manière A résister aux futurs efforts F28 auxquels la pièce sera soumise après terminaison de l'ouvrage. La figure 17 représente une perspective d'une autre forme possible de Dièce Dréfabriquée, composée de deux sections en Té jumelées, chacune des nervures N29 ayant à sa base une Datte p30 réalisAe sur les aciers a31 fermés en boucle. La ta-le T33 de la Diece est évidée de manière A former aux extrémités les pattes D32. La figure 18 renrésente un élément Dréfabriqué de section - 8 - 2472649 en Té à sa base, Dosé sur un sol de fondation 34, sous lequel on glisse les aciers orincinaux de fondation a35. Comme dans la fi- qure 8, les aciers a35 sont faconnbs de manière à ce que leur hauteur h36 soit inférieure A celle des nattes p37 et p38 de la pièce. Ils oeuient donc nasser sous le has 30 de la nièce et de la partie pleine de la nervure. On neut faire varier les cotes e40 et è41 A volonté. Les aciers secondaires ne sont pas reoré- sentés sur cette figure. L'encastrement de la nièce est alors Provisoirement indé- pendant de sa fondation. La figure 19, en reprenant les notations des fiaures 12 A 16, est une élé vation côté nervure d'une oièce en forme de Té, ses nattes p23 et D?5 remosant sur le sol 27 de fondation. La figure 10 montre la position des aciers a42 principaux de la semelle de fondation, et la Dose des aciers secondaires a43 Il est visible sur cette vue que les aciers a42 reprennent les efforts transmis par les aciers a24 de la nervure p23. La figure 20 est une coupe verticale AA de la figure 1 qui montre la pose des aciers secondaires a43 une fois que les aciers a42 sont définitivement Dositionnés. La figure 20 montre le coffrage 45 de la semelle de fondation et le colage A son niveau supDérieur 44 du béton de fondation. La fiaure 20 montre aussi qu'une fois le béton b47 coulé, l'ouvrage ainsi crAe reprendra les efforts de Doussée F46 qui viennent sur la table 22. L'encastrement est alors définitif. Il est A remarmuer que dans toutes les figures Drbcitées les aciers princiDaux des semelles a13 ou a35 ou a42 Deuvent être réalisés soit en forme de U,symétrique ou non, soit en deux naDPes de fers indépendantes l'une de l'autre. _- 2472649 REVRNDICATIONS 1 - Réalisation d'un encastrement provisoirement indéDen- dant de sa fondation au sol, d'une pièce préfabriquée en baton destinAe à recevoir des charges verticales ou obliques et/ou des poussées de liquides et/ou de solides, de section rectangulaire trapézoïdale à sa base et comportant les dispositions construc- tives suivantes: élément en béton de section rectangulaire ou trapézoïdal au niveau supérieur de sa fondation au sol, compor- tant des aciers en attente en forme de boucle fermée, le nombre, les caractéristiques et la Dosition de ces boucles étant détermi- nés par l'Ingénieur, en fonction des efforts nue recevra l'élé.- ment. 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre 2 boucles en attente, doit être assez grande pour permettre leur croisement sans gêne avec d'autres fers qui armeront la semelle de fondation. 3 - Elément selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ces boucles fermées sont réalisées dans l'espace laissé libre entre plusieurs bossages en béton, dont la hauteur est su-- périeure à celle des boucles, et égale à la future semelle de fondation. Le nombre et la section de ces bossages étant suffi- sant pour transmettre au sol de fondation le poids de l'élément qui pourra (ou non) être autostable en position provisoire d'équi- libre sur ces bossages. Le rôle de ces bossages est donc de maintenir le poids de l'élément en évitant l'écrasement des boucles en attente. 4 - Element selon les revendications 1, 2, 3 caractérisé en ce que les armatures de sa semelle de fondation glisseront sous l'élément préfabriqué entre les boucles en attente, et Dourront être déplacées sans gêne après la Dose de l'élément qui appuie sur le sol par l'intermédiaire des bossages. Ces armatures de semelle de fondation auront une forme tel- le que leur hauteur ne dépasse pas celle des bossages de la base de l'élément, et un espacement et un nombre leur permettant d' utiliser les Dassages laissés à cet effet entre les boucles en attente à la base de l'élément, et entre ou de part et d'autre des bossages. - Réalisation d'un encastrement Drovisoirement indénen- dant de sa fondation d'une pièce préfabriquée en béton, destinée à recevoir des charges verticales ou obliques et/ou des poussées - o10 - 2472649 de linuides et/ou de solides, de sectinn en Té à sa hase et com- portant les dispositions constructives suivantes: élément en bé- ton, de section en Té au niveau suDérieur de sa fondation au sol, comportant une (ou des) boucle fermée de un ou plusieurs aciers, groupés ou non, en attente dans le olan de la (ou des) nervure et dans l'esDace laissé libre par l'évidement du bas de cette (ou ces) nervure, évidement réalisé en ne coulant Das le héton de celle-ci entre la table et l'arrière de nervure o se trouve une des branches de la (ou des) boucle. La (ou les) nervure ainsi évidée réalise ainsi un point de transmission du poids de l'élé- ment sur son sol de fondation. 6 - Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que cette section en Té comporte dans la table un ou plusieurs bossa- ges en béton, dont la hauteur est supérieure à celle de la bou- cle d'acier de la nervure et égale à la hauteur de la future se- melle de fondation, le nombre et la section de ces bossages ét- ant suffisant pour transmettre au sol de fondation le Doids de l'élément qui pourra (ou non) être autostable, en appui sur les bossages de la table et sur l'arrière de la nervure. Les bossa- ges évitent ainsi l'écrasement de la boucle d'acier et réali- sent son dégagement par raDoort au sol de fondation. Leur espa- cement doit être suffisant pour dégager les 2 côtés de la ner- vure et laisser des passages suffisants aux aciers de la future semelle de fondation. 7 - Elément selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les armatures de sa semelle de fondation glisseront sous l'élément préfabriqué de part et d'autre de la (ou des) boucle de la (ou des) nervure et dans l'esDace dégagé sur toute la largeur de la table entre les bossages et/ou de Dart et d'autre de ceux- ci. Ces armatures de semelle de fondation auront une forme telle nue leur hauteur ne dépasse Das celle des bossages de la base de l'elment, et un espacement et un nombre leur permettant d'utili- ser les passages laissés entre la nervure et les bossages. 8 - Eléments et armatures de fondation selon les revendica- tions 1, 2, 3, 4 ou 5, 6, 7 caractérisés en ce qu'ils formeront un encastrement provisoirement indépendant, tant que ne sera pas faite la Dose des aciers de répartition perpendiculaires à la fois aux aciers de la fondation et à la (ou aux) boucle de la (ou des) nervure. - 11. 2472649 Les armatures de fondation pourront en effet être mobiles et modifiables jusqu'à cette étaDe de la construction. Dès que la Dose de ces aciers sera faite, le coulage du béton de la semelle de fondation assurera l'encastrement défini- tif de l'élément dans sa semelle de fondation exécutée au sol. La orésente invention n'est Pas limitée aux exemoles de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire suceptible de variantes et de modifications qui aDnaraîtront à l'homme de l'art.