Brevet FR2515711A1 — publié le 19830506

La présente invention concerne un procédé, et un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, en vue de l'implantation de fondations ponctuelles par fonçage d'éléments préfabriqués dans le sol. L'invention est applicable la mise en place de fondations ponctuelles permettant de trouver un appui fixe et ferme dans une fondation solidement ancrée dans le sol et apte a supporter une superstructure quelconque. La superstructure supportée par lesdites fondations peut être elle-même constituée d'éléments isolés tels que poteaux, piquets etc... ou être constituée d'un élément reposant sur une pluralité de fondations ponctuelles. De façon connue, lorsque l'on veut fixer dans le sol une superstrucutre tel qu'un poteau, piquet ou analogue, supportant par exemple un panneau de signalisation ou une cldture, on réalise dans un premier temps un trou dans le sol d'une dimension suffisante dans lequel on introduit ledit poteau ; puis on met en place autour du poteau un blocage ou un scellement généralement a base de mortier et/ou de pierres afin d'assurer la stabilité et l'immobilisation définitives de l'ensemble. Dans les procédés connus, les fondations ponctuelles sont donc réalisées nécessairement in situ de façon a permettre de noyer dans cette fondation la superstructure supportée. On comprend que ce procédé conventionnel nécessite l'emploi de matériaux divers et des opérations longues et par conséquent coûteuses , ce qui rend leur mise en oeuvre onéreuse. En outre, les intempéries telles que le gel ou la pluie rendent difficile, voire impossible la réalisation de tels scellements in situ à l'aide des matériaux et des procédés connus. On a cherché a remédier ces inconvénients en réalisant des pieux ou poteaux préfabriqués qui sont enfoncés par battage dans le sol. Toutefois, lorsque le sol est suffisamment meuble on obtient une mise en place aisée mais sans aucune stabilité, le poteau étant facilement déplacé, incliné ou arraché en cas d'effort accidentel ; lorsqu'au contraire, on rencontre un sol rocailleux, il est clair que l'enfoncement du pieu à force rencontre des difficultés insurmontables qui éliminent la mise en oeuvre de ces moyens. On a déjà cherché, notamment par le brevet français N072 13010 a réaliser des fondations préfabriquées qui sont mises dans le sol force et qui servent par conséquent de support. ou superstructure qui peuvent peuvent être rapportées ultérieurement ; toutefois, ces fondations cylindriques rencontrent les mêmes problèmes que les pieux ou poteaux préfabriqués qui sont directement enfoncés dans le sol les fondations ou douilles réceptrices cylindriques enfoncées dans le sol ne présentent aucune résistance aux sollicitations provenant par exemple dgun heurt sur les superstructures rapportées et émergeant au-dessus du sol ; ce-cas peut se produire couramment lorsque la superstructure est constituée par un piquet support d'une cloture, sur laquelle s'exerce des sollicitations et des efforts réguliers, répétés et parfois violents, par suite du choc d'un véhicule ou d'une personne ou encore d'un animal ; il est clair que les fondations ainsi mises en place n'offrent pas une inertie suffisante et entaillent le sol dans la direction de la poussée exercée sur la superstructure de sorte que la fondation et sa superstructure sont rapidement déchaussées. L'invention permet de remédier a ces inconvénients et permet la mise en place, par des procédés et des dispositifs mécaniques et rapides, de fondations préfabriquées présentant une grande inertie et aptes a résister aux poussées et aux sollicitations susceptible d'être reçues par les superstructures reposant sur lesdites fondations. A cet effet, l'invention concerne en premier lieu, un procédé pour l'implantation dans le sol d'une fondation ponctuelle apte recevoir une superstructure telle que poteaux, piquets, dalles ou analogues, l'implantation étant réalisée par fonçage dans le sol d'éléments de fondations préfabriqués, et le procédé est caractérisé a) en ce que l'on procède au forage d'un puits circulaire ou avant-trou de faible profondeur inférieure la profondeur de ladite fondation b) on met en place dans cet avant-trou une assise annulaire monolithique dont le diamètre correspond avec un léger jeu 3 celui de l'avant-trou, c) on insère dans l'ouverture centrale de ladite assise annulaire un élément préfabriqué constituant un pieu de fondation, d) on enfonce ledit pieu à force, ce dernier étant guidé par ladite assise. De préférence, dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, on réalise le pieu avec une tete et on fonce ce pieu dans le sol au travers de ladite assise annulaire, jusqu'à ce que la tete vienne porter et reposer sur la face supérieure de l'assise. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et ce dispositif comporte d'une part, une assise annulaire apte à etre mise en place dans un avant-trou de diamètre correspondant et d'autre part un pieu de section permettant son passage, avec faible jeu, dans l'ouverture centrale de l'assise. De préférence, le pieu comporte une tête apte à venir en appui sur la face supérieure de l'assise, lorsque le pieu est en position enfoncée dans le sol. Selon une autre caractéristique l'assise -et le pieu sont tous deux réalisés en béton armé. De préférence encore, le pieu comporte a sa partie supérieure des moyens de solidarisation en attente et aptes à recevoir et immobiliser un élément venu de la superstructure reposant sur ladite fondation. Et avantageusement, ces moyens sont constitués par un logement débouchant sur la face supérieure de la tête du pieu et apte à recevoir un organe de forme complémentaire immobilisé dans ledit logement par des moyens appropriés. Selon une forme encore pl-us particulière de réalisation, les moyens de solidarisation en attente sur le pieu sont constitués par une douille dont l'alésage intérieur est taraudé et noyée verticalement dans l'amie du pieu, ladite douille étant apte à recevoir un organe fileté ainsi inséré et immobilisé par vissage. Dans le cadre de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus est avantageusement complété par l'utilisation de moyens spécifiques en vue de l'implantation des éléments préfabriqués constituant la fondation. Ainsi, le dispositif comporte en outre au moins un organe de creusement, constitué par exemple d'une tarière, associée à des organes d'enfoncement constitués d'un vérin, l'organe de creusement et les organes d'enfoncement étant montés mobiles sur un véhicule support. Et de préférence, la tarière et le vérin sont montés sur un socle commun déplaçable par rapport au véhicule, les organes étant ainsi aptes venir successivement à l'aplomb de la position future de la fondation lors de sa mise en place pour une position fixe du véhicule, par simple déplacement dudit socle. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit se référant aux dessins annexés. La figure 1 montre une vue d'ensemble des moyens associés par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention appliqué à la mise en place de fondations ponctuelles pour poteaux, piquets ou analogues. La figure 2 montre schématiquement l'arrière du véhicule muni des organes de creusement et d'enfoncement lors du creusement de l'avant-trou. La figure 3 est une vue similaire d la figure 2 montrant l'étape d'enfoncement du pieu dans le sol. La figure 4 est une coupe en vue éclatée de la fondation ponctuelle associée à un poteau. La figure 5 est une vue similaire à la figure 2 montrant une variante de réalisation de l'organe de creusement. L'exemple d'application montré sur les figures se rapporte à la réalisation de fondations ponctuelles pour supporter toute superstructure verticale (poteaux, piquets, notamment pour clôture ou panneau de signalisation) ou horizontale (dalle, plan de repos). La figure 1 montre le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention constitué d'un véhicule 1 roulant sur le sol et muni d'organes aptes à mettre en place par fonçage une pluralité de fondations ponctuelles 2 susceptibles de supporter des poteaux, piquets ou analogues. La figure montre l'arrière du véhicule 1 muni d'un châssis 3 (représenté de manière schématique pour la clarté de la figure) sur lequel est monté un socle de chariot 4 mobile en translation horizontale sur deux rails parallèles 3' et 3". Sur ledit socle 4 sont fixés, d'une part un organe de creusement du sol tel qu'une tarière 5, et d'autre part, un organe d'enfoncement tel qutun vérin 6 constitué d'un cylindre 7 et d'un piston 8. Le piston 8 est muni à son extrémité d'une platine d'appui 9 apte a transmettre l'effort de poussée du vérin 6 à la fondation à mettre en place. La tarière 5 est actionnée en rotation et en poussée verticale par un moteur 10, hybraulique par exemple. Le socle 4 supportant la tarière 5, son moteur 3 et le vérin 6 sont déplaçables en translation horizontale par des moyens tels que des vérins hydrauliques (non représentés) actionnés par l'utilisateur, conducteur de l'engin 1. La fondation ponctuelle 2 montrée en coupe sur les figures 3 et 4, est constituée d'un pieu 11 par exemple en béton armé (muni d'armatures 12) et d'une assise annulaire cylindrique 13, également en béton armé. L'assise 13 est de forme générale cylindrique et est munie d'une ouverture centrale 14 apte permettre le passage, avec un léger jeu du pieu 11. La face inférieure 15 de l'assise 13 présente une légère concavité tandis que sa face supérieure 20 est plane. Le pieu 11 est muni d'une tête 16 et comporte à la surface de son corps des aspérités en relief. La mise en oeuvre du procédé est la suivante Dans le cas d'implantation d'une rangée de poteaux de support de clôture par exemple, on définit par des moyens de mesure optiques 17 ou par un organe d'émission de rayon du type laser, l'alignement des poteaux a poser, donc des fondations ponctuelles. Ces moyens de mesure sont associés a des organes de visée 18 solidaires des organes de travail. La nature du sol est considérée comme relativement meuble dans l'exemple dont la description suit. Le véhicule 1 est immobilisé de façon que les organes de travail (tarière 5 et vérin 6) soient susceptibles d'être placés a l'aplomb de la position choisie pour établir chaque fondation. Le socle de support 4 est déplacé sur le châssis 3 du véhicule 1 de manière a ce que la tarière 5 vienne à l'aplomb de l'emplacement choisi. Le moteur 10 est actionné et la tarière 5 creuse ainsi un avant-trou 19 dont le diamètre correspond sensiblement à celui de l'assise 13. La tarière 5 est relevée après réalisation de l'avant-trou 19 (figure 2). Dans un second temps, on dispose l'assise 13 dans l'avant-trou 19, puis un pieu 11 est introduit dans l'ouverture centrale 14 de ladite assise 13. On note que les diamètres relatifs de l'avant-trou 19 et de l'assise 13 sont tels que cette dernière soit, par sa simple mise en place, calée dans l'avant-trou. Le véhicule 1 étant toujours immobile et à la même place, on déplace en translation le support 4 le long du châssis fixe 3 de manière que le vérin 5 vienne à l'aplomb de l'avant-trou 19 venant d'être réalisé. Puis le vérin 6 est actionné afin de provoquer la descente du piston 8 et de la platine d'appui 9 qui vient porter contre la tête 16 du pieu 11.Le mouvement descendant du vérin entraîne le fonçage du pieu 11 dans le sol, le pieu étant guidé en direction verticale par l'assise 13, en permettant ainsi d'obtenir un positionnement correct du pieu et donc de la superstructure supportée (voir la figure 3). La pression transmise par le vérin 6 peut être ajustée en fonction du terrain rencontré, de la taille du pieu ou d'autres paramètres. Le pieu 11 est enfoncé dans le sol jusqu'a ce que la tête 16 porte contre la face supérieure 20 de l'assise 13. Le vérin 6- est ensuite actionné dans le sens de la remontée du piston 8 et de la platine 9. L'enfoncement du pieu 11 est rendu plus aisé par le biseautage de l'extrémité dudit pieu. La fondation 3 obtenue est extrêmement sûre. En effet, d'une part la surface portante sur le sol est relativement grande grâce 9 l'aire de la face inférieure 15 de l'assise 13, et d'autre part cet effort d'appui est situé a une profondeur od le sol est peu remanié et donc a gardé sa stabilité. En outre, la concavité de la face inférieure portante 15 de l'assise 13 permet un meilleur tassement du sol et permet d'éviter a cette dernière tout mouvement latéral grâce a l'effet de coin obtenu à l'endroit de la jonctien entre la surface concave 15 et les parois verticales de l'assise 13. Le pieu 11 est fermement immobilisé transversalement grâce l'assise 13 et longitudinalement du fait que l'épaulement de la tête 16 porte contre la face plane supérieure 20 et grâce aux aspérités ou reliefs disposés sur le corps qui empêchent tout mouvement ascendant dudit pieu. On voit que le procédé selon l'invention permet d'éviter de recourir au scellement connu. Les opérations sont susceptibles de se dérouler automatiquement avec une très grande rapidité, ce qui représente une économie de temps et de main-d'oeuvre. Les moyens de visée 18 solidaires du piston 8 et de la tige de la tarière 5 sont utilisés en relation avec les moyens de mesure optique 17 pour déterminer la longueur de la course de la tarière 5 et du vérin 6 en fonction des profondeurs respectives de l'avant-trou 19 et de la fondation. On obvient ainsi une grande précision dans l'implantation des fondations. La figure 4 montre la fondation 2 susceptible de supporter un poteau 21 grâce à des moyens de solidarisation, constitués par exemple d'une douille 22 insérée dans la tête 16 du pieu 11, et d'un organe male 23 solidaire du poteau 21. La douille 22 est de forme cylindrique de préférence et est réalisée par exemple sous la forme d'un corps creux taraudé intérieurement, l'organe mâle 23 étant alors constitué d'une vis. Ladite douille peut être solidarisée sur le pieu 11 de multiples façons. Ladite douille 22, réalisée sous la forme d'un logement creux, peut recevoir un élément complémentaire venu de la superstructure supportée. La solidarisation de la superstructure dans le logement notamment constitué par la douille 22 peut être définitive (tel qu'un scellement par résine) ou amovible (par encliquetage ou par baillonnette). La réalisation d'une fixation amovible augmente les possibilités d'utilisation de la fondation selon l'invention. En effet, il peut être avantageux de prévoir une pluralité de fondations 2 réalisées selon l'invention en différents endroits d'une aire donnée (terrain de sport, marché par exemple) et associées à des superstructures amovibles que l'on peut interchanger en fonction des besoins. On a décrit jusqu'à présent un exemple d'application du procédé appliqué à la réalisation de fondations ponctuelles dans un sol relativement meuble. Dans le cas d'un terrain rocailleux, comme représenté à la figure 5, il est avantageux de réaliser un organe de creusement 25 de l'avant-trou muni d'un premier foret 26 apte à creuser un matériau dur et d'un second foret 27 de diamètre supérieur au premier. La figure 5 montre l'avant-trou 28 réalisé par l'organe de creusement 25, comportant un avant-trou inférieur 29 dont le diamètre est légèrement inférieur celui du pieu il et un avant-trou supérieur 30 de diamètre correspondant a celui de l'assise 13. Le déroulement ultérieur des opérations est identique aux étapes décrites précédemment, à savoir la mise en place de l'assie 13 et de l'enfoncement du pieu 11. Cet enfoncement est réalisé a force grâce au fait que le diamètre dudit pieu est légèrement supérieur au diamètre de l'avant-trou inférieur 29. Le second foret de grand diamètre sera adapté a la nature du terrain en surface, roche affleurante ou couche superficielle meuble recouvrant un substrateur rocheux, et réalisé sous la forme d'une tarière dans le second cas. On peut alors, dans le cas où le second foret 27 est une tarière, prévoir une solidarisation amovible entre le premier foret 26 et cette dernière afin de standardiser l'organe de creusement utilisé. Afin d'enfoncer verticalement de façon sure le pieu 11 dans le sol lorsque celui-ci est muni d'une douille, la platine 9 comporte un organe mâle aligné avec le piston 8 et de forme complémentaire de ladite douille et apte 9 pénétrer dans cette dernière. Lors de l'enfoncement, le pieu est ainsi parfaitement centré et vertical. Dans le cas de l'implantation d'une superstructure sur un terrain meuble et profond, on pourra superposer les pieux enfoncés successivement en utilisant des pieux de profondeur, sans tête, et repoussés en profondeur par la poussée du pieu supérieur jusqu'à ce que le premier pieu atteigne une couche de roches résistances en trouvant ainsi un appui stable ; le sommet des pieux spéciaux ainsi utilisés sera conformé de façon recevoir la pointe du pieu suivant et supérieur. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'implantation dans le sol d'une fondation ponctuelle apte à recevoir une superstructure telle que poteaux, piquets, dalles ou analogues, l'implantation étant réalisée par fonçage dans le sol d'éléments de fondations préfabriqués, caractérisé a) en ce que l'on procède au forage d'un puits circulaire ou avant-trou (19) de faible profondeur inférieure a la profondeur de ladite fondation (2), b) on met en place dans cet avant-trou une assise annulaire (13) monolithique dont le diamètre correspond avec un léger jeu a celui de l'avant-trou (19), c) on insère dans l'ouverture centrale (14) de ladite assise (13) annulaire un élément préfabriqué constituant un pieu (11) de fondation, d) on enfonce ledit pieu (11) a force, ce dernier étant guidé par ladite assise (12). 2.- Procédé selon la revendication 1 ci-dessus, caractérisé en ce que l'on réalise le pieu avec une tête (16) et on fonce ce pieu dans le sol au travers de ladite assise annulaire (13), jusqu'à ce que la tête (16) vienne porter et reposer sur la face supérieure (20) de l'assise (13). 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part, une assise annulaire (13) apte a être mise en place dans un avant-trou (19) de diamètre correspondant et d'autre part un pieu (11) de section permettant son passage, avec faible jeu, dans l'ouverture centrale (14) de l'assise (13). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pieu comporte une tête (16) apte à venir en appui sur la face supérieure (20) de l'assise (13), lorsque le pieu (11) est en position enfoncée dans le sol. 5.- Dispositit selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'assise (13) et le pieu (11) sont tous deux réalisés en béton armé. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le pieu (11) comporte à sa partie supérieure des moyens de solidarisation (22) en attente et aptes a recevoir et immobiliser un élément venu de la superstructure reposant sur ladite fondation. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en attente sont constitués par un logement débouchant sur la face supérieure de la tête du pieu et apte recevoir un organe de forme complémentaire immobilisé dans ledit logement par des moyens appropriés. y.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en attente sur le pieu sont constitués par une douille (22) dont l'alésage intérieur est taraudé et noyée verticalement dans l'amie du pieu, ladite douille étant apte a recevoir un organe fileté ainsi inséré et immobilisé par vissage. 9.- Dispositif pour la mise en place d'une pluralité de fondations ponctuelles selon l'une des revendications 3 a 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un organe de creusement, constitué par exemple d'une tarière (5), associée à des organes d'enfoncement constitués d'un vérin (6) , l'organe de creusement et les organes d'enfoncement étant montés mobiles sur un véhicule support (1). 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tarière (5) et le vérin (6) sont montés sur un socle (4) commun déplaçable par rapport au véhicule (1), les organes (5,6) étant ainsi aptes a venir successivement a l'aplomb de la position future de la fondation (2) lors de sa mise en place pour une position fixe du véhicule (1), par simple déplacement dudit socle (4).