Brevet FR2478158A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne les procédés de mise en place dans le sol de piquets, de poteaux, de tubes ou de tiges d'ancrage, sans fonçage par battarge, ni terrassement préalable. Jusqu'à présent les poteaux, ou pieux, sont placés soit directement par fonçage dans le sol, soit après exécution d'un trou d'une section nettement supérieure à celle du poteau à fixer. Après pose de celui-ci il faut replacer la terre et la compacter, ou combler le trou avec du béton. La première de ces méthodes a ses limites : difficulté ou impossibilité d'enfoncer le pieu à la profondeur souhaitée si le sol est résistant ou si le pieu présente une assez grosse section. Quant à la seconde méthode, elle est longue et onéreuse, surtout si elle doit se terminer par un bétonnage. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, elle propose un outil creux de forage-carottage, un modèle spécial d'embase pour poteau et un procédé qui permettent l'installation rapide dans les sols de tirants, piquets ou poteaux de toutes formes, offrant une grande résistance à l'arrachement direct tout en étant susceptibles d'être retirés par une manoeuvre appropriée. Dans la plupart des cas le bétonnage final devient inutile avec ce procédé. L'outil est un cylindre creux caractérisé principalement par la forme de son extrémité inférieure : elle présente deux rampes sensiblement hélicoïdales et diamétralement opposées, ou plusieurs placées symétriquement par rapport à l'axe du cylindre. Sur ces rampes sont placées des lames de coupe, ou ailettes (figure 1). Un minimum de deux lames est nécessaire pour équilibrer l'ou- til en rotation et diminuer les effets de dérapage au'début du forage. Par rotation dans un sens les lames tranchent le terrain par leur face d'attaque, tout en assurant l'enfoncement progressif et régulier, même avec un faible poids appliqué sur l'outil. Par rotation inverse on assure la remontée de l'ap pareil. Chaque lame est cl bIne piece, o.} en plbl,s,eurs ailettes. Largeur, inclinaison, nombre et position des lames dépendent de la nature du terrain, du diamètre de l'outil et du type de travail demandé : forage simple, ou carottage avec récupération du terrain dans le corps tubulaire. Dans le premier cas, les lames ne débordent pas vers l'intérieur du tube-foreur. Cette forme permet la descente à l'intérieur du tube de gaines qui restent en place dans le.terrain lors de la remontée de l'outil; ceci peut présenter un grand avantage dans les sols non-consolidés. Dans le cas de carottage, il est préférable que les lames soient disposées à cheval sur la paroi du tube, assurant ainsi une meilleure retenue de l'échantillon à la remontée de l'outil (figures 2 et 3). Par rapport à l'horizontale, l'inclinaison des lames peut être comprise entre 10 et 300. Deux lames diamétralement opposées et faisant chacune la moitié de la circonférence du tube-support et inclinées à 200 con viennent dans la plupart des terrains et des diamètres de trous, soit jusqutà plusieurs décimètres.Pour des conditions de travail difficiles les arrêtes d'attaque sont renforcées (par rechargement en métal dur, par exemple). De préférence elles présentent une largeur légèrement supérieure à celle du reste l'ailette du corps de l'ailette oJced e dépouille facilite la rotation et l'avancement de l'outil.De même, l'avant de chaque ailette peut être légèrement recourbé vers le bas, lui donnant ainsi quelques degrés supplémentaires d'inclinaison, ce qui peut rendre parfois l'outil plus efficace (figure 4 : eFle:6) La partie supérieure de l'outil se présente sous différentes formes a. avec un simple dispositif de raccordement pour volant ou levier de manoeuvre (carré d'entraînement, encoche, etc...) b. avec un filetage (pour prolongateur éventuel, par exemple) c. par un joint à baïonnette à sens unique ou à deux sens, droite et gauche, pour ancrage et désancrage d'un poteau au-dessus de l'outil. Dans ce cas, l'outil de forage reste au fond du trou et constitue le sabot du poteau. I1 peut être remonté facilement avec son tube si leur raccordement est équipé selon baïonnette à deux sens (figyre 5). Une variante consiste à rendre le poteau ou le piquet "auto-foreur" en équipant son extrémité inférieure comme celle de l'outil décrit plus haut. Au-dessus de ses ailettes la section du poteau peut être de forme quelconque, pourvu qu'elle s'inscrive dans le cylindre décrit par les ailettes et que la capacité creuse du poteau soit au moins égale au volume de terre carottée lors de la descente. Cette solution ne nécessite pas de forage préalable et elle est particulièrement adaptée pour les poteaux de section relativement faibles. Dans le cas d'avant-trou, il est souhaitable que la plaque de base de l'objet à descendre soit munie d'un sabot-guide (figure 6). L'outil ci-dessus est complété par un système de guidage qui évite les dérapages au début du forage. Deux modèles de guide sont utilisés selon les besoins - un guide interne constitué d'une tige ronde, rigide, portant des rondelles coulissantes, dont les diamètres extérieurs sont légèrement inférieurs au diamètre intérieur du tube-foreur. Fichée préalablement en terre dans l'axe du trou prévu, la tige est ensuite coiffée par l'outil de forage. Le guide est récupéré dès que l'outil a pénétré légèrement dans le sol. Ce modèle de guide peut aussi servir de piston de débourrage de l'outil (pour ce faire une rondelle est bloquée en bout de la tige, au moyen de goupilles, par exemple) (figure 7). - un guide externe constitué de deux plaques formant mâchoire réglable et se refermant sur le tube-foreur. Ce guide est muni de trois broches dont l'une sert d'axe de rotation, et qui sont fichées à l'endroit voulu autour du trou prévu. Ce modèle convient surtout pour les trous verticaux et lorsque aucun obstacle ne se trouve aux abords immédiats du trou (figure 8). Le guide interne est le mieux indiqué pour l'exécution de trous inclinés il permet de donner au départ l'inclinaison voulue à l'outil de forage. Exemple d'application : trous d'ancrage de haubans. 1. Procédé de forage ou de carottage dans le sol de poteaux, tubes, pi quets ou tirants d'ancrage, selon lequel ces objets sont enfoncés directement dans le sol par rotation ou descendus dans un trou préalablement foré à sec ou à l'eau par un outil creux à lames, caractérisé en ce que l'outil est un élément tubulaire muni de lames de coupe à sa partie inférieure et que les bases des objets à fixer dans la terre se présentent de la même façon, ou sont équipées d'un moyen de raccordement à la tête de l'outil, ou sont munies de plaques ou de couronnes éventuellement fendues de telle sorte que ces objets peuvent être enfoncés dans l'avant-trou ou retirés par simple rotation. 2. Outil cylindrique creux de forage ou de carottage permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément tubulaire découpé à sa base selon deux rampes hélicoi- dales au moins, raccordées par des lignes sensiblement verticales qui constituent la face d'attaque des dents ainsi formées et qu'il possède sur ses rampes des lames de coupe s'arrêtant à chaque ligne verticale ou se prolongeant à l'extérieur du corps tubulaire. 3. Outil cylindrique creux de forage ou de carottage permettant la mise en place du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente la meme découpe inférieure que l'outil selon revendication 2, et qu'il possède des ailettes de coupe planes ou courbes inclinées et alignées selon des rampes hélicoïdales. 4. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ses lames ou ses ailettes de coupe forment des rampes hélicoïdales continues ou discontinues inclinées de 60 à 80" par rapport aux génératrices du corps tubulaire support. 5. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ses lames ou ses ailettes de coupe dessinent des rampes hélicoïdales dont les inclinaisons par rapport aux génératrices du tube-support sont proches de 70". 6 Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ses lames ou ses ailettes les plus basses sont à leur partie inférieure recourbées vers le bas d'un angle de 5 à LOO. 7. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ses lames ou certaines de ses ailettes, notamment les plus basses, ont leur bord d'attaque plus long que la largeur des lames ou des ailettes, la différence pouvant être comprise entre 5 et 15 mm. 8. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que les lames ou les ailettes inférieures sont élargies vers l'intérieur de façon à retenir la terre recueillie dans le corps tubulaire. 9. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en pe,lv nt rester en place dans le trou après remontée de l'outil. 10. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le bord d'attaque de ses lames ou de ses premières ailettes avance de quelques millimètres (environ 5) par rapport à la face verticale des dents du corps tubulaire. 11. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que son extrémité supérieure comporte un moyen de raccordement par o" baïonnette à double sens, par filZtage,/par bride. 12. Outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que son corps ne possède pas d'ouverture entre sa base et son système de raccordement en tête, ce qui lui permet de contenir de l'eau en cours de forage pour faciliter sa pénétration. 13. Guide intérieur pour outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une tige rigide munie de rondelles interchangeables, coulissantes ou fixes à volonté et qu'il peut servir de piston de débourrage de l'outil. 14. Guide extérieur pour outil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques à encoche formant mâchoire réglable articulée sur une de ses trois broches coulissantes servant à l'immobiliser autour de l'outil. 15. Plaque de base circulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est fixée sous les poteaux, tubes, piquets, tirants d'ancrage ou autres objets à ficher dans le sol, qu'elle possède un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'outil selon revendication 2 ou revendication 3, et qu'elle s'oppose ainsi à l'arrachement par traction de ces objets après leur pose. 16. Plaque de base circulaire selon la revendication 1S, caractérisée en ce qu'elle possède au moins deux fentes opposées, orientées radialement et d'une profondeur telle que la distance séparant les fonds des fentes du centre de la plaque est légèrement inférieure au rayon de l'avant-trou exécuté par les outils selon revendication 2 ou revendication 3, et que les lèvres avant des fentes sont courbées vers le bas et les lèvres arrières courbées vers le haut d'un angle compris entre 100 et 30 par rapport à l'horizontale, permettant ainsi la descente ou la remontée des objets équipés de ces plaques, par simple rotation. 17. Plaque de base selon revendication 16, caractérisée en ce qu'elle possède à sa face inférieure un guide de forme cylindrique ou tronconique d'un diamètre légèrement inférieur à celui de l'avant-trou.