Brevet FR2522062A1 — publié le 19830826

Dispositif de retenue d'une charge de scellement dans un trou d'ancrage préalablement à l'enfoncement d'une tige d'ancrage dans ledit trou La présente invention se rapporte à un dispositif de retenue d'une charge de scellement dans un trou d'ancrage préalablement à l'enfoncement d'une tige d'ancrage dans le trou, l'extrémité antérieure de la charge étant coiffée d'un capuchon Parmi les procédés de soutènement utilisés au cours des travaux souterrains, la préférence est actuellement donnée au soutènement par boulonnage, dans la mesure où la nature du terrain le permet Ce boulonnage peut se faire, soit a l'aide de boulons à expansion, soit à l'aide de boulons scellés Le soutènement par boulons scellés consiste, après avoir foré un trou dans la roche, à introduire dans ce trou une charge de scellement par exemple, à base de résine ou de ciment, contenue dans une enveloppe frangible qui, lors de l'enfoncement subséquent et la rotation de la tige d'ancrage dans le trou préalablement garni de sa charge de scellement, est détruite et permet ainsi le scellement de la tige dans le trou Un exemple d'une telle charge ou cartouche de scellement à la résine et de son procédé de fabrication est décrit dans le brevet français nO 1 480 140 Pour réduire le temps de pose du soutènement, on a construit des appareils dits jumbos de boulonnage -pour remplacer la foration des trous d'ancrage et la pose des charges de scellement à la main On a ensuite automatisé plus ou moins la foration et la pose Ainsi, actuellement, sur un jumbo de boulonnage, l'introduction des charges de scellement dans les trous forés se fait de plus en plus par injection pneumatique des charges, commandée directement à partir du poste de conduite du jumbo Après foration du trou d'ancrage, le conducteur du jumbo approche une canule d'injection à quelques centimètres de ltorifice du trou d'ancrage et envoie pneumatiquement une charge de scellement dans le trou Le jumbo de boulonnage est un matériel lourd qui doit résister à des conditions de travail très dures Il doit donc être extrêmement robuste et une grande précision ne peut être obtenue dans ce genre de travail Aussi est-il toujours diffi cile de centrer parfaitement la canule d'injection de la charge de scellement par rapport au trou d'ancrage D'un autre coté, la fermeture de l'enveloppe des cartouches de scellement, qui se fait par agrafage, par clip, par obturation par opercule ou tout autre moyen, gène l'introduc tison des cartouche dans les trous d'ancrage lorsque la canule d'injection est mal centrée par rapport au trou d'ancrage En effet, la cartouche pénètre dans ce cas plus ou moins de travers dans le trou et se bloque ou, plus souvent, éclate lors de l'impact contre le bord du trou Pour faciliter cette injection pneumatique des charges de scellement, certains jumbos de boulonnage sont équipés d'un système d'alésage qui fraise le bord du trou, avant ou après la foration Cependant, tous les jumbos de boulonnage ne sont pas equipés d'un tel système d'alésage Par ailleurs, même sur des trous ainsi alésés, il n'est pas possible d'empecher avec certitude un blocage ou un éclatement des cartouches de scellement Pour assurer, notamment lors de l'injection pneumatique des charges de scellement, une pénétration correcte de ces dernières, sans risque d'éclatement ou de blocage, dans les trous d'ancrage, alésés ou non, également en cas de centrage imparfait de la canule d'injection par rapport au trou d'ancrage, il a été proposé récemment d'utiliser un capuchon coiffant l'extrémité antérieure de la charge de scellement Le capuchon protège l'extrémité antérieure de la charge et, lorsqu'il présente une forme effilée en pointe, en cône ou en ogive, assure également le centrage de la charge par rapport au trou, notamment lors de l'injection pneumatique La charge de scellement ainsi équipée d'un capuchon à son extrémité antérieure possède, à son autre extrémité, une bague carrée ou circulaire qui permet à l'air comprimé d'injection de pousser la charge, avec peu de fuites d'air autour de celle-ci Une autre fonction de cette bague est de maintenir la charge de scellement au fond du trou d'ancrage après introduction dans ce dernier, c'est-à-dire de l'empêcher de retomber dans le cas d'un trou d'ancrage vertical ou incliné La mise en place de cette bague sur l'extrémité postérieure de la charge de scellement implique une opération supplémentaire et n'est pas toujours très facile à réaliser correctement La présente invention a pour objet un dispositif de retenue perfectionné d'une charge de scellement à capuchon dans un trou d'ancrage, remédiant aux inconvénients et aux imperfections du système de retenue par une bague rapportée sur l'extrémité postérieure de la charge de scellement Dans le dispositif de retenue conforme à l'invention, le capuchon coiffant l'extrémité antérieure de la charge de scellement présente des moyens de retenue coopérant avec la paroi du trou d'ancrage, ainsi que des moyens pour son accrochage sur la charge de scellement Selon l'invention, les moyens protégeant la charge de scellement et facilitant l'introduction de la charge dans le trou d'ancrage et les moyens assurant la retenue de la charge dans le trou d'ancrage sont donc réunis en un seul dispositif dont la fabrication et la pose sur la charge de scellement se trouvent ainsi simplifiées Lesdits moyens de retenue peuvent être une jupe évasée vers l'arrière, mais comprennent de préférence plusieurs languettes souples réparties sur le pourtour du capuchon et faisant saillie vers l'extérieur de manière que le diamètre du cercle circonscrit aux extrémités libres des languettes soit supérieur au diamètre extérieur du capuchon à la base des languettes et supérieur au diamètre du trou d'ancrage Pour faciliter la fabrication du capuchon par moulage et faciliter l'introduction de la charge équipée du capuchon dans le trou d'ancrage tout en assurant une retenue efficace de la charge de scellement dans le trou d'ancrage, lesdites lan guettes sont avantageusement fores sur le capuchon en ogive de manière à être inclinées vers l'arrière et vers l'exte- rieur Toujours dans le but de simplifier la fabrication, lesdites languettes sont de préférence formées à l'extrémité arrière du capuchon Il en-est de même pour le ca d'une jupe de retenue L'accrochage du capuchon sur la charge de scellement peut se faire de diverses manières, par exemple par collage, par sertissage à chaud, par accrochage mécanique ou par tout autre système, ou par plusieurs de ces systèmes à la fois Lesdits moyens d'accrochage peuvent comprendre au moins une nervure circonférentielle continue ou discontinue, en relief sur la face intérieure du capuchon Ainsi, lors de la pose du capuchon en sur l'extrémité antérieure de la charge de scellement, ladite nervure pénètre dans la charge de scellement, par déformation de cette dernière Ladite nervure peut présenter tout profil approprié, par exemple un profil demi-rond, carré ou triangulaire Cependant, suivant un mode de réalisation préféré, ladite nervure présente un profil en dent de scie ayant un flanc plus raide que l'autre, le flanc plus raide étant situé du côté du sommet du capuchon Grâce à ce profil particulier de la nervure d'accrochage, cette dernière n'oppose pas de résistance notable à l'enfoncement du capuchon sur la charge de scellement Par contre, l'arrachement de la charge de scellement hors du capuchon, en sens inverse, est impossible ou tout au moins très difficile I1 est également possible, en cas d'utilisation de languettes de retenue faisant saillie vers l'arrière et vers l'extérieur à l'extrémité postérieure du capuchon, de réaliser les moyens d'accrochage sous la forme de picots ou autres éléments en saillie vers l'intérieur sur les languettes Les picots dont le moulage n'implique pas de moule compliqué ne genent pas la mise en place du capuchon sur la charge, mais s'enfoncent dans la charge lorsque les languettes sont rabattues vers l'arrière et vers l'intérieur, dans le trou d'ancrage Notamment dans le cas où les moyens d'accrochage du capuchon sur la charge de scellement sont constitués par une ou plusieurs nervures circonférentielles continues, le capuchon est avantageusement percé d'un trou à son sommet Ce trou permet l'échappement aisé de l'air emprisonné dans le capuchon, facilitant ainsi la pose du capuchon sur la charge de scellement En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif de l'objet de l'invention; sur le dessin la fig 1 est une coupe axiale d'un capuchon en ogive conforme à l'invention pour une charge de scellement; la fig 2 est une vue du capuchon de la fig 1, prise sur le sommet de l'ogive; la fig 3 représente la retenue d'une charge de scellement, coiffée d'un capuchon en ogive suivant les figes 1 et 2, dans un trou d'ancrage Les figez 1 et 2 illustrent un capuchon en ogive 1 comprenant une partie cylindrique 2 ouverte à une extrémité et fermée à son extrémité oppose par une partie 3 en ogive A son extrémité ouverte, la partie cylindrique 2 présente plusieurs languettes 4 réparties sur le pourtour Les languettes 4 dépassent la partie cylindrique 2 vers l'extérieur et vers le côté opposé à la partie 3 en ogive, en étant inclinées sous un angle de préférence inférieur à 450 par rapport au prolongement de la partie cylindrique 2 Dans l'exemple représente, les languettes 4 sont au nombre de huit La partie cylindrique 2 du capuchon 1 comporte, à distance des languettes 4, une nervure circonférentielle 5 en relief vers l'intérieur La nervure 5 présente un profil triangulaire en dent de scie avec un flanc oblique tourné vers l'extrémité ouverte du capuchon 1 et un flanc droit tourné vers la partie 3 en ogive La partie 3 est percée d'un trou 6 au sommet de l'ogive Selon la fig. 3, le capuchon en ogive 1 coiffe une extrémité d'une charge 7 servant au scellement d'une tige de boulon non représentée dans un trou d'ancrage 8 foré dans la roche 9, en vue de la realisation d'un soutènement par boulonnage La charge 7 est constituée par une enveloppe cylindrique en un matériau frangible renfermant un mortier à base de résine, de ciment ou autre. Le diamètre de la charge 7 étant sensiblement égal au diamètre intérieur de la partie cylindrique 2 du capuchon 1 la nervure 5 en relief sur la face intérieure de la partie 2. se trouve enfoncée dans la surface latérale de la charge 7 déformable, assurant ainsi l'accrochage de la charge 7 au capuchon 1. Le diamètre du trou d'ancrage 8 pratiqué dans la roche 9 est choisi de manière que ce diamètre soit légèrement supérieur au diamètre extérieur de la partie cylindrique 2 du capuchon 3, mais légèrement inférieur au diamètre du cercle circonscrit à l'extrémité libre des languettes 4. Ainsi, lors de l'enfoncement de la charge 7 muni du capuchon 1 dans le trou 8, les languettes 4 fléchissent élastiquement vers l'arrière et vers l'intérieur en n'opposant pas de résistance notable à l'enfoncement Par contre, lorsque la charge 7 a atteint sa position au fond du trou 8, les languettes 4 s'agrippent à la paroi du trou 8 et s'opposent au mouvement inverse. La charge de scellement 7 étant accrochée au capuchon 1 grace à la nervure 5 de ce dernier, les ailettes 4 empêchent tout mouvement de sortie de la charge 7 du trou d'ancrage 8 jusqu'à la destruction de la charge 7 par la tige à ancrer. La forme du capuchon, la forme et le nombre des languettes, la longueur et l'épaisseur des languettes, le diamètre du cercle inscrit à la base des ailettes, le diamètre du cercle circonscrit à l'extrémité libre des ailettes sont variables et sont déterminées en fonction de plusieurs facteurs tels que le diamètre de la canule d'injection, le diamètre du trou d'ancrage, la présence ou l'absence d'un alésage à l'orifice du trou d'ancrage, la nature du terrain, le diamètre de la charge de scellement, la longueur et le poids de la charge de scellement, etc... La matière constitutive du capuchon avec languettes de retenue doit être suffisamment rigide pour permettre une retenue efficace de la charge de scellement dans le trou d'ancrage et suffisamment souple pour permettre une pénétration aisée de la charge dans le trou d'ancrage. Le choix de la matière à utiliser, de son épaisseur, de sa rigidité, dépend également des conditions de mise en oeuvre énumérées ci-dessts Parmi les matières susceptibles d'être utilisées, on peut citer, à titre non limitatif : polyéthylène, polypropylène, polyamide, chlorure de polyvinyle, dérivés de caoutchouc naturel ou synthétique, métal, papier, carton. A titre d'exemple, pour introduire et retenir une charge de scellement à la résine d'un diamètre de 18 mm, d'une longueur de 100 cm et d'un volume de 260 cm3, dans un trou d'ancrage d'un diamètre de 22 mm, un capuchon en ogive conforme à l'invention présentant les caractéristiques ci-après donne d'excellents résultats. Longueur 50 mm Diamètre intérieur 18 mm Matière : polyéthylène Grade 4 (HERCULES FRANCE) Epaisseur 0,5 mm Nombre de languettes : 8 Longueur des languettes : 7 mm Diamètre du cercle circonscrit aux ailettes : 25 à 30 mm. Il convient encore de noter que les languettes de retenue, au lieu d'être non jointives comme dans l'exemple repré senté, pourraient également être jointives ou pour le moins beaucoup plus rapprochées, dans le but de réduire les fuites d'air d'injection entre le capuchon en ogive et la paroi du trou d'ancrage. Les languettes pourraient également être remplacées par une jupe simple évasée La nervure d'accrochage 5, au lieu d'être continue, pourrait être interrompue ou être réduite à plusieurs picots en saillie répartis sur le pourtour du capuchon. FEVENDICATIONS 1. Dispositif de retenue d'une charge de scellement dans un trou d'ancrage préalablement à l'enfoncement d'une tige d'ancrage dans le trou, l'extrémIté antérieure de la charge étant coiffée d'un capuchon, caractérisé par le fait que ledit capuchon en ogive (1) présente des moyens de retenue (4) coopérant avec la paroi du trou d'ancrage (8), ainsi que des moyens (5) pour son accrochage sur la charge (7). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de retenue comprennent plusieurs languettes souples (4) réparties sur le pourtour du capuchon et faisant saillie vers l'extérieur de manière que le diamètre du cercle circonscrit à l'extrémité libre des languettes soit supérieur au diamètre extérieur du capuchon à la base des languettes et supérieur au diamètre du trou d'ancrage (8). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites languettes (4) sont inclinées vers l'arrière et vers l'extérieur 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de retenue comprennent une jupe évasée vers l'arrière 5, Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que lesdites languettes ou ladite jupe sont formées à l'extrémité arrière du capuchon. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accrochage comprennent au moins une nervure circonférentielle (5) continue ou discontinue en relief sur la face intérieure du capuchon 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite nervure (S)présente un profil en dent de scie ayant un flanc plus raide que l'autre, le flanc plus raide étant situé du côté du sommet du capuchon. 8. Dispositif suivant les revendications 3 et 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accrochage comprennent des picots en saillie vers l'intérieur sur lesdites languettes. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le capuchon est percé d'un trou (6) à son sommet.