Brevet FR2578873A1 — publié le 19860919

1. La présente invention concerne un procédé permet- tant d'améliorer des fondations et le dispositif d'applica- tion du procédé dans lequel il y a injection d'un jet d'agent de durcissement dans le sol de manière à stabiliser des fondations peu consistantes. On connaît dans l'art antérieur des procédés per- mettant d'améliorer des fondations, par exemple celui décrit dans la demande de brevet japonais (Tokkyo Koho) n 58(1983)- 27364. D'après cet art antérieur on peut améliorer des fon- dations avec le dispositif suivant: une tige d'injection dans laquelle sont ménagés trois canaux de passage de flui- de, comporte sur sa paroi latérale inférieure un troisième ajutage communiquant avec un troisième canal de passage de fluide et au dessus un premier ajutage communique avec un premier canal de passage de fluide, et un second ajutage entoure le premier ajutage et communique avec un second canal de passage de fluide. De plus, alors que l'eau fral- che sous pression est introduite dans les premier et second canaux et que de l'air traverse le second canal, la tige d'in- 2. jection est abaissée en tournant dans les fondations. Un jet d'eau provenant du. troisième ajutage sert de liquide de lubrification et à former une zone à bouillie. D'une façon similaire, un jet d'eau provenant du premier ajutage et de l'air entourant le jet d'eau en provenance du second ajuta- ge pulvérisent les fondations et forment en même temps la zone à bouillie. En outre, par suite de l'effet d'élévation pneumatique de l'air éjecté par le second ajutage, la bouil- lie comprenant du sol visqueux est déchargée sur la surface de la terre. Le jet d'eau fraîche du troisième ajutage est projeté sur un agent de durcissement au moment o le creu- sement atteint une profondeur prédéterminée, et la tige est élevée alors qu'il y a maintien du jet sortant des premier et second ajutages. De plus, pendant l'élévation de la tige, l'agent de durcissement est injecté dans le sol de manière à améliorer les fondations. Le procédé classique décrit ci-dessus a néanmoins l'inconvénient que, lorsqu'il y a élévation de la tige pendant l'injection de l'agent de durcissement, une partie de cet agent qui a été injectée dans les fondations à partir du troisième ajutage est déchargée sur la surface à cause de t1-effet d'élévation pneumatique de l'eau fraîche et du jet d'air provenant des premier et second ajutages. Afin d'éliminer l'inconvénient ci-dessus qui est inhérent à l'art antérieur, on prévoit essentiellement, selon la présente invention, un premier ajutage et un troisième ajutage au droit de la paroi latérale inférieure d'une tige d'injection, et un second ajutage débouchant vers le haut et entourant le premier ajutage. En même temps, un ajutage de diffusion 7 est ménagé à la partie intermédiaire entre le premier ajutage et le troisième ajutage de sorte qu'un rideau d'eau 16 se trouve formé par projection d'eau à haute pres- sion à partir de l'ajutage de diffusion 7. Grâce à ce rideau d'eau, une cloison est crée entre un agent de durcissement injecté par le troisième ajutage 9 et une partie à injection d'air comprimé due à la projection d'eau et d'air en prove- 3. nance des premier et second ajutages, ce qui empêche l'élé- vation de l'agent de durcissement injecté. De cette façon, l'amélioration des fondations s'obtient de manière assurée, et le gaspillage d'agent de durcissement est évité. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif permettant d'améliorer des fondations selon un mode de réali- sation de la présente invention; et La figure 2 est une vue agrandie d'une partie de l'extrémité d'une tige d'injection devant être utilisée dans le dispositif de la figure 1. Dans un dispositif 17 d'amélioration des fondations représenté en figure 1, la référence 1 représente une tige d'injection comportant trois canaux de passage de fluide 2, 3 et 4 (un quatrième canal est utilisé en commun avec le premier canal 2) pour fournir sous pression de l'eau fraî- che, de l'air et un agent de durcissement. Le premier canal 2 servant de canal de passage d'eau fraîche communique avec une embouchure ménagée à l'extrémité de la tige 1 par l'in- termédiaire d'une soupape de régulation de pression diffé- rentielle 5, comme représenté en figure 2. Le premier canal 2 communique de même avec un premier ajutage 6 ménagé dans la paroi latérale de la tige 1 en étant espacé de son extré- mité et un ajutage de diffusion 7 pour la formation d'un rideau au droit de la partie inférieure de l'ajutage 6 et de la partie supérieure de la vanne 5. La référence 8 représente un second ajutage qui débouche sous forme d'un anneau entourant le premier ajutage 6, et communiquant avec le second canal 3 pour le passage d'air. La référence 9 représente un ajutage servant à la projection d'un agent de durcissement. L'ajutage 9 est ménagé dans la paroi latérale à l'extrémité de la tige 1 en un endroit situé au-dessous du premier ajutage 6, et communique avec le troisième 4. canal 4. D'une manière similaire, l'ajutage de diffusion 7 cité ci-dessus qui sert à-la formation du rideau est monté entre le troisième ajutage 9, et les premier et second aju- tages 6 et 8. En outre, à l'extrémité de la tige 1 sont fi- xés des trépans de creusement. La tige 1 est amenée à se déplacer en tournant vers le haut et vers le bas par- un dispositif connu d'en- traînement A. Les canaux respectifs ménagés à l'intérieur de la tige 1 sont reliés à des dispositifs d'alimentation en agent de durcissement, eau fraîche et air par l'inter- médiaire de têtes d'injection 11, 12 et 13 de manière à fournir l'eau fraîche, l'air et l'agent de durcissement aux fondations concernées. Le dispositif 17 d'amélioration des fondations ayant la constitution précédente, la tige d'injection com- portant les trois canaux est maintenue par un mandrin du dispositif d'entraînement A de façon à permettre le mouvement ascendant et descendant de la tige tournante 1. La tige d'in- jection est entraînée vers le bas pendant qu'elle tourne alternativement vers la droite et vers la gauche de manière à ce qu'un trou 14 soit creusé par les trépans 10. En même temps, le premier canal 2 de la tige est alimenté en eau fraîche et le second canal 3 en air sous pression. L'eau fraîche introduite dans le premier canal 2 traverse la soupape 5 de régulation de pression différentielle montée dans ce canal et est projetée par l'extrémité de la tige de manière à former un liquide de lubrification. D'autre part, l'air sous pression introduit dans le second canal 3 est projeté par le second ajutage 8 qui communique avec ce second canal de manière à produire l'effet d'injection d'air comprimé, déchargeant en surface le sol creusé par les trépans 10 par l'intermédiaire du trou 14. Lorsque le creusement atteint une profondeur prédéterminée, de l'eau fraîche à pression élevée est introduite dans le premier canal 2, et de l'air est ensuite fourni sous pression au second canal 3, de manière 5. à fermer la soupape de régulation 5 montée à l'extrémité en utilisant la pression (ou pression hydraulique) de l'eau fraîche haute pression qui est in'troduite sous pression dans le premier canal 2, et la tige 1 est élevée alors qu'elle projette l'eau fraîche à haute pression sous forme de jet liquide de creusement latéral en provenance du premier aju- tage 6. Alors, le jet liquide de creusement provenant du premier ajutage 6 est entouré par le jet d'air provenant du second ajutage 8 de manière à éviter l'amortissement de la pression de creusement. En même temps, l'air projeté par le second ajutage 8 élève le sol visqueux qui a été creusé de manière à le décharger en surface au moment o l'air s'échappe sur la surface. Il en résulte qu'une bouillie 18 est formée autour du trou 14 par l'eau de creusement, et la terre et le sable extraits. L'état de creusement est mesuré par un contrôleur supersonique 15 monté sur la paroi laté- rale de la tige 1. Lorsque la bouillie 18 atteint une va- leur située dans une plage prédéterminée en matière de volume, un agent de durcissement est projeté par le troisième aju- tage 9 monté à la partie inférieure de la tige 1. A ce moment là, l'agent de durcissement projeté est totalement isolé du jet d'air provenant du second ajutage 8 par un rideau 16 d'eau sous pression (qui est formé autour de la tige 1 sous forme de membrane dans la direction horizontale) constitué d'un courant d'eau fraîche sous pression provenant de l'aju- tage de diffusion 7. Par conséquent, l'agent de durcissement n'est pas affecté par l'effet d'injection d'air comprimé et est injecté dans les fondations environnantes sous une pression appropriée. De cette manière, tout en élevant progressivement la tige 1, l'agent de durcissement est pro- jeté dans les fondations afin d'en améliorer la qualité. Comme on vient de la décrire, selon la présente invention, l'amélioration de la qualité des fondations est obtenue en prévoyant un premier ajutage 6 qui communique avec un premier canal 2 au droit de la paroi latérale infé- rieure d'une tige d'injection comportant trois canaux, le 6. premier canal 2 communiquant avec l'extrémité de la tige par l'intermédiaire d'une soupape de régulation de pres- sion différentielle 5; un second ajutage débouchant sous forme d'un anneau entourant le premier ajutage 6 et communi- quant avec un second canal 3; un troisième ajutage 9 commu- niquant avec un troisième canal 4 à la partie inférieure de la tige à une certaine distance du premier ajutage 6; un ajutage de diffusion 7 pour former un rideau à la partie supérieure de la soupape 5 entre le premier ajutage 6 et le troisième ajutage 9 et communiquant avec le premier canal; en fournissant de l'eau fraîche au premier canal 2, de l'air sous pression au second canal 3 de manière à creuser un trou 14 tout en effectuant la fonction d'élévation pneuma- tique, en élevant par rotation la tige d'injection 8 simul- tanément à la fourniture d'eau fraîche et d'agent de durcis- sement, puis en fournissant de l'air sous pression aux canaux respectifs au moment o le creusement atteint une profondeur prédéterminée; en déchargeant en surface du sol creusé com- prenant un sol visqueux par l'effet d'élévation pneumatique de l'eau fraîche et de l'air projetés par le premier ajutage 6 et le second ajutage 8; d'autre part, en injectant un jet d'un agent de durcissement par le troisième ajutage 9 et en formant un rideau d'eau haute pression avec l'eau fraîche projetée par l'ajutage de diffusion 7 entre le premier ajutage 6 et le troisième ajutage 9 afin d'isoler l'une de l'autre la partie d'élévation pneumatique et la partie rem- plie d'agent de durcissement. Plus précisément, en formant le rideau d'eau 16 à haute pression sous forme de membrane entre le premier ajutage 6 et le troisième ajutage 9 pen- dant l'opération de projection de l'agent de durcissement, ce dernier peut être injecté et remplir les fondations envi- ronnantes sous une pression appropriée sans qu'il soit in- fluencé par l'injection d'air comprimé. Ainsi, on peut obtenir une meilleure qualité des fondations sans sortie de l'agent de durcissement. 7. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'amélioration de fondations, caractérisé en ce qu'il comprend: - la préparation d'une tige d'injection(l) à l'extrémité de laquelle sont fixés des trépans de creusement (10) et comportant un premier canal(2) communiquant avec une ouverture ménagée à l'extrémité de la tige par l'intermédiai- re d'une soupape (5); - la fourniture d'un premier ajutage (6) au côté de la soupape communiquant avec le premier canal; - la fourniture d'un second ajutage (8) entourant le premier ajutage et communiquant avec un canal (3) diffé- rent de celui du premier ajutage; - la fourniture d'un troisième ajutage (9) à un emplacement situé plus bas que le premier ajutage; - la fourniture d'un ajutage de diffusion (7) à un emplacement situé entre le premier ajutage et le troi- sième ajutage; - la projection d'un liquide de lubrification à partir de l'ouverture ménagée à l'extrémité de la tige d'in- jection et d'air à partir du second ajutage, alors qu'il y a descente en rotation de la tige d'injection pour pénétrer dans les fondations concernées; - le creusement de fondations par les trépans de creusement fixés à l'extrémité de la tige d'injection, alors qu'il y a décharge en surface du sol creusé par les trépans au moyen de l'effet d'injection d'air comprimé dû à l'air projeté par le second ajutage; - l'élévation de la tige d'injection au moment o le creusement atteint une profondeur prédéterminée, alors qu'il y a exécution du creusement par jet s'agissant du côté des fondations par projection d'un jet de creusement sous haute pression à partir du premier ajutage, et simultanément, le déploiement d'un rideau de liquide (16) par projection d'un jet de diffusion à haute pression à partir de l'ajutage de diffusion; et 9. - la projection d'un agent de durcissement à par- tir du troisième ajutage de manière à remplir la partie creusée. 2 Dispositif pour l'amélioration de fondations, caractérisé en ce qu'il comprend une tige d'injection (1) ayant un premier ajutage (6) ménagé au droit de la paroi la- lérale de sa partie extrême inférieure et communiquant avec un pre- mier canal (2), un second ajutage (8) communiquant avec un second canal (3) débouchant sous forme d'un anneau entourant le premier ajutage, un troisième ajutage (9) situé à une dis- tance prédéterminée au-dessous du premier ajutage et commu- niquant avec un troisième canal (4), et un ajutage de diffu- sion (7) pour la formation d'un rideau (16) entre le pre- mier ajutage et le troisième ajutage et communiquant avec un quatrième canal, la tige d'injection étant mue par rotation vers le haut et vers le bas par des moyens d'entraînement (A).