Brevet FR2535760A1 — publié le 19840511

Procédé et appareil en vue de réaliser des pieux bétonnés in situ et ayant des bases élargies. L'invention concerne essentiellement un procédé et un appareil en vue de réaliser des pieux bétonnés in situ, ayant des bases élargies et coulés dans le sol, un tube étant enfoncé dans le sol con- jointement avec un patin et un bouchon, tandis que l'on formç une base élargie et que l'on coule du béton à l'intérieur du tube. Dans la technique antérieure, on connaît déjà un procédé et un appareil en vue d'enfoncer un tube dans le sol au moyen d'un marteau d'une batteuse de pieux et il est également connu de former une base élargie en expulsant un bouchon en béton ou en d'autres matières résistantes hors de l'extrémité inférieure du tube Lorsque la base élargie a une dimension suffi- sante et que la matière périphérique a été suffisamment comprimée pour supporter la charge requise, on place une armature en acier et du béton dans le tube et l'on extrait ce dernier en lui appliquant certaines forces vibratoires ou des chocs directs, assurant ainsi la densification du béton qui vient occuper l'espace laissé disponible par le tube lorsqu'il est extrait. Dans ce procédé et avec cet appareil, l'extraction du tube est très difficile en raison de la pression et des forces appliquées par le sol contre le tube De plus, il est nécessaire d'utiliser un tube ayant un diamètre égal au diamètre désiré du pieu. Un objet de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil en vue de réaliser un pieu en béton coulé dans le sol en évitant tous ces inconvénients. A cet effet, la présente invention prévoit un procédé en vue de réaliser un pieu en béton compor- tant une base élargie et coulé dans une cavité prati- quée dans le sol, ce procédé consistant à enfoncer, dans le sol et, par exemple, au moyen d'une batteuse automatique de pieux comportant un marteau tombant librement, un tube pourvu, à son extrémité inférieure, d'un patin et d'un bouchon en béton ou en d'autres matières résistantes ou analogues et, lorsque ce patin a atteint la matière dans laquelle doit être formée cette base élargie, expulser ce patin et ce bouchon grâce aux chocs successifs d'un marteau afin de former cette base élargie, remplir le tube avec du béton frais et extraire le tube, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à former un espace libre entre le sol et le tube en enfonçant, dans le sol, ce patin qui a une dimension supérieure au diamètre de ce tube et, à mesure que cet espace libre se forme, le remplir de béton frais puis, lorsque la base élargie est formée, lever le tube pour que du béton frais puisse y pénétrer par son extrémité inférieure et enfin, ex- traire le tube tout en versant du béton dans cet espace libre afin que ce dernier reste toujours rempli. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le tube est enfoncé dans le sol par les chocs successifs appliqués par le marteau sur le bouchon et, lorsque le patin a atteint la matière dans laquelle la base élargie doit être formée, on expulse le bouchon et le patin par des chocs successifs du marteau, tandis que le tube est maintenu à un niveau constant au moyen de câbles de traction fixés à son extrémité supérieure. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, un tubage extérieur est fixé à ce tube autour de sa partie inférieure, ce tubage ayant un diamètre pratiquement égal à la dimension du patin. Selon une caractéristique avantageuse, ce tubage extérieur est fixé au tube au moyen d'un joint coulissant afin que le tube puisse être levé devant 2535 ? 60 le tubage extérieur pour que le béton puisse pénétrer dans le tube Ce tubage extérieur a une longueur égale à quatre fois le diamètre du patin. Suivant un autre aspect de l'invention, on - prévoit un appareil pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, cet appareil comprenant un tube, un patin fixé à l'extrémité inférieure de ce tube, une batteuse automatique de pieux comportant un marteau tombant librement pour enfoncer le tube dans le sol, de même qu'un moyen d'alimentation de béton, caracté- risé en ce que ce patin a une dimension supérieure au diamètre du tube, des câbles de traction étant fixés à l'extrémité supérieure de ce tube. En outre, un tubage extérieur est fixé autour de la partie inférieure du tube. D'autres caractéristiques, avantages et détails apparaîtront plusclairement à la lecture de la description ci-après en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'appareil de l'invention pendant que le tube est enfoncé dans le sol, la batteuse de pieux n'étant pas représentée; la figure 2 est une vue en coupe prise sui- vant la ligne II-Il de la figure 1;. la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1, illustrant le pieu coulé au cours de la formation de la base élargie; et la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1 ou de la figure 3, cette figure illustrant le stade final de la réalisation du pieu coulé de l'invention et plus particulièrement l'extraction du tube. L'appareil illustré schématiquement dans les figures 1 et 2 comprend un tube 1 dans lequel est installé un marteau 2 tombant librement Ce marteau 2 est avantageusement supporté et actionné par une bat- teuse automatique de pieux (non représentée). A l'extrémité inférieure la du tube 1 > est fixé un patin 3 Ce patin peut être sous forme dtun disque ou d'une pointe ou encore il peut avoir d'autres configurations. Suivant l'invention, la dimension (par exem- ple, le diamètre) du patin 3 est supérieure au diamètre du tube 1 En conséquence, lorsque le tube est enfoncé dans le sol pour former l'ouverture 4, un espace libre est formé entre le tube 1 et le sol 6 Avant de forer le trou de coulée du pieu, le tube 1 est pourvu, à son extrémité inférieure, d'un bouchon d'étanchéité pratiquement hermétique 7 qui est introduit dans ltex- trémité inférieure du tube 1 Ce bouchon peut être constitué de béton ou d'autres matières résistantes telles que le bois, le métal ou analogues. Suivant la forme de réalisation préférée de l'invention, un tubage extérieur 8 est fixé autour de la partie inférieure du tube Ce tubage est un tube cylindrique 8 a d'un diamètre pratiquement égal à celui du patin 3 et il comporte, par exemple, quatre plaques ou barres intérieures verticales 9,comme représenté 1 Ce tubage extérieur 8 est fixé au tube 1 par l'intermédiaired'un joint coulissant 10 Ce joint coulissant 10 est formé par des encoches 9 a pratiquées sur chaque barre 9, ainsi que par une bague annulaire 11 fixée autour du tube 1 La bague annulaire 11 peut coulisser à l'intérieur des encoches 9 a des barres 9. De plus, sur chaque bord latéral, chaque encoche 9 a comporte une bague annulaire 12 a, 12 b. Selon une caractéristique avantageuse, l'extrémité supérieure du tubage extérieur 8 comporte une bride 8 b tournée vers l'intérieur. Bien entendu, le nombre de bagues et la structure du joint coulissant sont illustrés unique- ment à titre d'exemple. En se référant aux figures 1 > 3 et 4, on expliquera à présent le procédé de l'invention en vue de réaliser, in situ, un pieu bétonné comportant une base élargie au moyen de l'appareil qui vient d'être décrit. Avec le patin 3 > le bouchon 7 et le tubage extérieur 8 > le tube 1 est enfoncé dans le sol par l'application des chocs successifs du marteau 2 sur le bouchon 7, ce dernier étant> par exemple, sous le con- trôle d'une batteuse automatique de pieux. Au cours de l'enfoncement du tube dans le sol, il se forme une ouverture 4 et également un espace libre 5 entre le tube 1 et le sol 6 ou le tubage exté- rieur 8. Suivant l'invention, à mesure que cet espace libre se forme, il est rempli de béton frais par le moyen d'alimentation 13 En conséquence, étant donné que l'espace libre 5 est toujours rempli de béton frais> on empêche ainsi la formation d'affaissements dans les parois de l'ouverture 4 si celle-ci est pratiquée dans un sol instable. Il importe que, pendant l'enfoncement du tube 1 dans le sol, le béton frais chargé dans l'espace libre 5 ne puisse s'écouler dans le tube 1. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, un tubage provisoire 14 est-placé sur le sol autour de l'ouverture 4 de telle sorte que le moyen d'alimentation 13 puisse charger du béton frais de manière appropriée dans l'espace libre 5. De plus, il est judicieux de maintenir pratiquement constant le niveau de béton frais dans l'espace libre 5 afin que ce dernier reste entière- ment rempli Le tubage extérieur 8 est prévu pour empêcher l'étranglement" ou la réduction du diamè- tre du fût se produisant suivant des principes géo- techniques bien connus pendant que l'ouverture est pratiquée dans le sol Selon une caractéristique davantage préférée, la longueur de ce tubage extérieur est égale à quatre fois le diamètre du patin 3. Le stade ultérieur du procédé de l'invention (illustré en figure 3) consiste à former la base élar- gie 15 du pieu. Lorsque le patin 3 a atteint la matière dans laquelle doit être formée la base élargie 15, le tube 1 est maintenu en place au moyen de câbles de traction 16 fixés à son extrémité supérieure lb et actionnés, de préférence, par la batteuse de pieux Ensuite, le patin 3 et le bouchon 7 sont expulsés et comprimés par les chocs successifs du marteau 2 Cette compression du bouchon 7 est le résultat de la compression du sol autour de la base du tube 1 Dès lors, le pieu est ainsi pourvu de la base élargie qui doit être formée, et cette base élargie qui doit être réalisée avec du béton comprimé ou d'autres matières résistantes, est elle-même installée dans une zone damée et comprimée du sol. La figure 4 illustre le stade suivant du procédé de la présente invention Au cours de ce stade, on retire tout d'abord le marteau et l'on peut installer une armature métallique (non représentée) à l'intérieur du tube 1. Le tube 1 est ensuite levé devant le tubage extérieur 8 en faisant glisser la bague annulaire 11 dans l'encoche 9 a pour que le béton frais contenu dans l'espace libre 5 pénètre par le fond du tube 1 et vienne remplir ce dernier Bien entendu, du béton frais est chargé continuellement dans l'espace libre par le moyen d'alimentation afin que le niveau de béton reste pratiquement constant dans cet espace libre 5. Le tube est extrait davantage du sol au moyen des câbles de traction 16 conjointement avec le tubage extérieur associé 8 pour former le pieu. Etant donné que le tube 1 est entièrement contenu dans une masse de béton frais, l'extraction de ce tube ne nécessite,dès lorsque des forces réduites. En outre, étant donné que l'on utilise un patin d'une dimension supérieure au diamètre du tube 1, on peut utiliser un tube de petit diamètre, Le remplissage de leespace libre 5 par du béton frais au cours de l'enfoncement du tube dans le sole de même que la formation de la base élargie et l'utilisation d'un tubage, extérieur empêchent la formation d'affais- sements dans les parois de l'ouverture, de même que l"'étranglement" et la réduction du diamètre du fit. REVENDICATIONS 1 Procédé en vue de réaliser un pieu en béton comportant une base élargie et coulé dans une cavité pratiquée dans le sol, ce procédé consistant à enfoncer, dans le sol et, par exemple, au moyen d'une batteuse automatique de pieux comportant un marteau tombant librement, un tube pourvu, à son extrémité inférieure, d'un patin et d'un bouchon en béton ou en d'autres matières résistantes ou analogues et, lorsque ce patin a atteint la matière dans laquelle doit être formée cette base élargie, expulser ce patin et ce bou- chon grâce aux chocs successifs d'un marteau afin de for- mer cette base élargie, remplir le tube avec du béton frais et extraire le tube du sol,caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à former un espace libre entre le sol et le tube en enfonçant, dans le sol, ce patin qui a une dimension supérieure au dia- mètre de ce tube et, à mesure que cet espace libre se forme, le remplir de béton frais puis, lorsque la base élargie est formée, lever le tube pour que du béton frais puisse y pénétrer par son extrémité infé- rieure et enfin, extraire le tube du sol, du béton frais étant versé dans cet espace libre. 2 Procédé suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le tube ( 1) est enfoncé dans le sol ( 6) par l'application de chocs successifs du mar- teau ( 2) sur le bouchon ( 7) et, lorsque le patin ( 3) a atteint la matière dans laquelle doit être formée la base élargie, le bouchon ( 7) et le patin ( 3) sont expulsés par les chocs successifs du marteau ( 2), tandis que le tube ( 1) est maintenu en place au moyen de c Ables de traction ( 16). 3 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un tubage 253516 00 extérieur ( 8) d'un diamètre pratiquement égal à celui du patin ( 3) est fixé autour de la partie inférieure du tube ( 1) et est enfoncé dans le sol conjointement avec ce dernier. 4 Procédé suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le tubage extérieur ( 8) est-fixé au tube ( 1) au moyen d'un joint coulissant ( 10) et, lorsque la base élargie est formées ce tube ( 1) est levé devant le tubage extérieur ( 8) pour que le béton contenu dans l'espace libre ( 5) puisse pénétrer par l'extrémité inférieure du tube (I). Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le tubage extérieur ( 8) a une longueur égale à quatre fois le diamètre du patin ( 3). 6 Appareil pour la mise en oeuvre du pro- cédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, cet appareil comprenant un tube, un patin fixé à llex- trémité inférieure de ce tube, une batteuse automatique de pieux comportant un marteau tombant librement pour enfoncer le tube dans le sol, ainsi qu'un moyen assu- rant l'alimentation du béton, caractérisé en ce que le patin ( 3) a une dimension supérieure au diamètre du tube ( 1), tandis que l'extrémité supérieure de ce tube est fixée à des câbles de traction ( 16). 7 Appareil suivant la revendication 6, ca- ractérisé en ce qu'un tubage extérieur ( 8) d'un dia- mètre pratiquement égal à celui du patin ( 3) est fixé autour de la partie inférieure du tube ( 1). 8 Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le tubage extérieur ( 8) est fixé au tube ( 1) par l'intermédiaire d'un joint coulissant (Io). 9 Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le tubage extérieur ( 8) a une longueur égale à quatre fois le diamètre du patin ( 3). Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le tubage extérieur est constitué d'un tube cylindrique ( 8) com- portant des barres intérieures verticales ( 9) sur les- quelles est formé le joint coulissant ( 10).