Brevet FR2521212A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne un procédé de pose d'un boulon d'ancrage dans le rocher, principalement un boulon incliné vers le haut, dans lequel la tige qui constitue le boulon est enfoncée dans un trou foré dans le rocher et y est fixée par un matériau durcissant introduit par la suite ou qui s'y trouve déjà. Elle concerne aussi un dispositif pour fixer une tige d'ancrage dans un trou foré en utilisant ce procédé. Les boulons d'ancrage utilisés pour le soutènement de cavités souterraines sont généralement posés immédiatement après le creusement pour consolider la paroi ainsi mise à découvert. Comme ce mode de soutènement exige un grand nombre de boulons, il est essentiel que leur pose s' effectue dé la manière la plus économique possible. Habituellement, lorsqu'il s'agit d'un ancrage simple, sans précontrainte, on injecte dans le trou foré un mortier de ciment épais, à prise rapide, et, dès que cette opération est terminée, on enfonce dans le mortier encore frais la tige métallique qui constitue le boulon. Etant donné qu'il n'est pas possible d'orienter avec précision la tige ainsi enfoncée dans le mortier, elle prend souvent dans le trou une position excentrique. Il peut en résulter que la couche de mortier qui la protège contre la corrosion est, par places, inexistante. Ceci est particulièrement dangereux dans les massifs où il faut s' attendre à la présence d'eau facteur de corrosion. De plus, suivant la consistance et la vitesse de prise du mortier de ciment, il est à craindre que les tiges, surtout celles qui sont posées verticalement, sortent de nouveau du trou ou du mortier sous l'effet de leur propre poids, avant que ce dernier soit suffisamment dur pour les retenir. L'invention a donc pour objet d'assurer dans tous les cas la protection de ces tiges contre la corrosion et de les empêcher en outre de glisser hors du mortier qui garnit le trou une fois qu'elles y ont eté enfoncées. A cet effet, dans le procédé selon l'invention, le trou foré est, après l'introduction de la tige, rempli de matériau durcissant au moyen d'un tuyau flexible d'injection ou autre similaire enfilé sur la tige centrée et fixée au moins provisoirement dans le trou par son extrémité enfoncée dans ce dernier et tiré hors du trou au fur et à mesure de l'injection du matériau tout en conservant une position centrée dans le trou, tandis que l'étanchéité est maintenue entre lui et la paroi de ce dernier. L'avantage de ce procédé réside dans le fait que le centrage de la tige dans le trou, en dehors de son extrémité enfoncée dans celui-ci, est assuré par le tuyau d'injection et ce, directement'A l'endroit d'ou sort le matériau injecté, ce qui rend inutile tout autre moyen ou mesure de centrage. En outre, le mortier de ciment peut avoir une vitesse de prise relativement grande, étant donné qu'il est injecté après la mise en place de la tige et peut donc durcir tout de suite sans inconvénient. Pour résoudre le problème du centrage et de l'immo- bilisation de la tige dans un trou déjà rempli de matériau durcissant encore frais, l'invention prévoit de centrer la tige lors de son introduction dans le trou au moyen de pièces d'écartement réparties sur sa longueur et dont une au moins est conformée de façon à immobiliser la tige dans le trou jusqu'au durcissement complet du matériau. Le dispositif selon l'invention pour l'immobilisation d'une tige dans un trou de forage consiste en une douilleapte à être fixée sur la tige, par exemple par serrage, et munie de languettes élastiques qui s'écartent de la tige dans le sens inverse de celui de son introduction et s'accrochent à la paroi du trou. Cette douille peut être utilisée aussi bien pour immobiliser la tige à son extrémité lorsqu'elle est enfoncée dans le trou avant que celui-ci soit rempli de matériau durcissant que comme pièce d'écartement lorsque la tige est enfoncée dans le trou déjà rempli de ce matériau. Par suite de leur orientation, les languettes élastiques ne refoulent pas le matériau lorsqu'zon enfonce la tige, de sorte que la mise en place de cette dernière ne nécessite pas un effort considérable. Pendant l'introduction de la tige, les languettes la maintiennent correctement centrée en frottant contre la paroi du trou. Une fois que la tige a atteint sa position finale, les languettes résistent à toute traction exercée sur la tige en s'accrochant à la paroi, empechant ainsi la tige de tomber hors du trou. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, a titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de l'invention: Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un trou de forage dans lequel une tige d'ancrage est immobilisée par un dispositif selon l'invention placé a son extrémité enfoncée dans le trou; Fig. 2 est une vue en coupe suivant II-II de fig. 1; Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale partielle montrant le dispositif selon l'invention utilisé lorsque la tige est introduite dans le trou avant le matériau; Fig. 4 est une vue similaire à celle de fig. 2, montrant le dispositif selon l'invention utilisé lorsque le matériau est introduit dans le trou avant la tige. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, une tige d'ancrage 2 est enfoncée dans un trou 1 foré dans un massif rocheux, tige qui est en acier laminé à chaud et qui est munie de deux nervures, une sur chacun de deux côtés opposés, nervures qui suivent une ligne hélicoïdale et constituent un filetage. Les tiges de ce type sont connues et peuvent être coupées à n'importe quelle longueur; on peut les immobiliser au moyen d'écrou en n'importe quel point de leur longueur. A l'extrémité de la tige 2 qui se trouve le plus près du fond du trou est montée une douille d'écartement 2( qui est constituée par un corps 4 en forme de douille, d'oit partent des languettes élastiques 5, qui s'écartent dans le sens inverse de celui de l'introduction de la tige dans le trou. Le corps 4 est immobilisé sur la tige par serrage ou vissage, tant dans le sens de la poussée que dans celui de la traction. La douille d'écartement 3 peut être métallique, mais elle peut aussi être faite d'une matière plastique d'une résistance suffisante. Les languettes élastiques 5 sont suffisamment écartuées pour frotter contre la paroi du trou lors de l'introduction de la tige 2 et, après que celle-ci a atteint sa position finale, pour s'accrocher à cette paroi 6 et empêcher ainsi la tige de glisser hors du trou. Une fois que la tige 2 a été immobilisée de cette manière dans le trou 1, un tuyau flexible d'injection 7, fait par exemple de matière plastique et muni à son extrémité 8 d'un épaississement annulaire 9, est enfilé sur elle. Cet épaissement 9 a une double fonction: d'une part, il sert à centrer le tuyau d'injection par rapport à la paroi 6 du trou et, d'autre part, il assure l'étanchéité entre le tuyau 7 et cette paroi 6. A travers ce tuyau 7, un matériau durcissable, par exemple un mortier de ciment 10, est injecté dans le sens de la flèche 11, tandis que pendant cette injection le tuyau est tiré progressivement hors du trou dans le sens des flèches 12. De ce fait, la tige 2 reste centrée par l'épaississement du tuyau au fur et à mesure que le trou se remplit de mortier et le durcissement de ce dernier a lieu dans une position correcte de la tige. Par ailleurs, l'espace 13 non encore rempli entre le tuyau 7 et la paroi 6 du trou est isolé de la sortie du tuyau, de sorte qu'une pression peut s'établir dans une certaine mesure dans l'espace à remplir. L'état final de cet ancrage, dans lequel le trou est entièrement rempli du matériau durcissant 10 est représenté aux figures 1 et 2. La paroi rocheuse est munie ici d' un revêtement 14 de béton projeté, contre lequel s'appuie une plaque d'ancrage 15. L'ancrage de la tige 2 est complété par le serrage d'un écrou 16, qui prend appui contre la plaque 15. La figure 4 montre la possibili-té d'utiliser la douille d'écartement lorsque le trou de forage 1 est rempli de matériau 10 avant l'introduction de la tige 2. Dans ce cas, il n'est pas prévu seulement une douille d'écartement 3 à l'extrémité de la tige, mais plusieurs autres disposées à intervalles réguliers ou irréguliers dans le sens de sa longueur. En raison du petit diamètre du corps 4 et de l'orientation des languettes 5, la présence de ces douilles d'écartement 2 le long de la tige ne gêne pas de façon notable l'introduction de celle-ci dans le trou 1 rempli de mortier de ciment 10 encore frais. Par contre, la force élastique des languettes 5 suffit pour centrer la tige 2 relativement à la paroi 6 du trou. Lorsque la position finale est atteinte, les languettes 5 empêchent la tige de glisser hors du trou en s'accrochant à ladite paroi 6. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de pose d'un boulon d'ancrage dans le rocher, principalement un boulon incliné vers le haut, dans lequel la tige qui constitue le boulon est enfoncée dans un trou foré dans le rocher et y est fixée par un matériau durcissant, par exemple un mortier de ciment, qui remplit l'espace annulaire restant, caractérisé en ce qu' il consiste, après avoir introduit la tige (2) dans le trou (1), à remplir celui-ci de matériau durcissant (10) au moyen d'un tuyau flexible d'injection (7) ou autre similaire enfilé sur la tige (2) centrée et fixée au moins provisoirement dans le trou par son extrémité proche du fond de ce dernier, et à tirer ce tuyau hors du trou au fur et à mesure de l'injection du matériau tout en lui conservant une position centrée et en maintenant l'étanchéité entre lui et la paroi (6) du trou. 2.- Procédé de pose d'un boulon d'ancrage'dans le rocher, principalement un boulon incliné vers le haut, dans lequel la tige d'acier qui constitue le boulon est enfoncée dans le trou déjà rempli de matériau durcissant, mais encore frais, caractérisé en ce que lors de son introduction dans le trou (1), la tige (2) est centrée relativement à la paroi (6) de ce dernier par des pièces d'écartement réparties dans le sens de sa longueur, une au moins de ces pièces d'écartement étant conformée de façon que la tige (2) soit immobilisée dans le trou (1) jusqu'au durcissement complet du matériau (10.). 3.- Dispositif pour immobiliser la tige d'un boulon d'ancrage dans un trou de forage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une douille (4) apte à être immobilisée, par exemple par serrage, sur la tige (2) et munie de languettes élastiques (5) qui s'écartent dans le sens inverse de celui de l'introduction de la tige et, dans ce sens inverse s'accrochent à la paroi du trou.