Brevet FR2576340A1 — publié le 19860725

La présente invention est Ju do- maine du gros oeuvre des bâtiments et du terrassement et elle a plus précisément pour objet un procédé de creuse^ment d'excavation dans le sous-sol de locaux existants, ainsi qut des moyens de creusement et des matériaux adaptés à la mise en oeuvre dudit procédé. On connait par un grand nombre de publications l'art et la manière de construire des constructions enterrées telles que caves, abris anti-atomiques silos souterrains et autres fosses. Ainsi un chapitre des "Techniques de l'ingénieur", partie construction, page C 562-5.à C 562-6 décrit différents procédés de fonçage de puits et entre autres le "havage" d'un caisson au contact du terrain, suivant un principe consistant "à construire à la verticale du puits à exécuter un caisson dont la forme intérieure est identique à celle du puits à réaliser. Ce caisson tend à s'enterrer dans le terrain sous l'action de son propre poids. En excavant les terres à l'intérieur du caisson, on diminue le frottement latéral et on obtient la descente du caisson".Ainsi, le brevet FR 1.343.746 (BETBEDER) du 12/10/1962 divulgue un procédé utilisant un havage par caisson et le rôle d'une trousse coupante pour faciliter l'enfoncement du caisson ; ainsi encore, le brevet FR 1.469.703 (PORRO) divulgue l'application de la technique précitée à la construction de constructions souterraines du genre garages ; l'enfoncement est facilité par la conforma- tion de la base de la construction en couteau périmétral. Ainsi encore, le brevet FR 1.529.597 (WIBEBA) utilise l'enfoncement de deux parois étayées à parties inférieures biseautées, en vue de l'établissement de canalisations souterraines ou de galeries. Ainsi encore le brevet FR 1.548.090 (Philipp Holzmann) propose une solution différente consistant en une succession vers le bas de moulages en coffrage. Le brevet FR 2.260.667 (KOEHL) du 08/02/1974 propose un procédé du genre de celui du brevet 1.529.697 pour réaliser des galeries et des canalisations. L'ensemble des documents sus-men tionnés, montrent que la technique de havage par cais.s est largement connue et utilisée pour construire dcs silos (FR 2.138.467), des garages, des puits, des canalisations aucun de ces documents cependant ne propose l'application d cette technique à la construction de cavités au-dessous de locaux existants. Un certain nombre de publications décrivent des moyens ou appareillages destinés à la mise en oeuvre de la technique de havage précitée. Ainsi le brevet FR 1.538.537 décrit une benne preneuse ; ainsi encore, le brevet 1.540.480 (B.R.G.M.) décrit un appareillage descendant dans le puits.. Ainsi encore dans le brevet FR 2.043.854 (ICOS), il est fait allusion à un brevet italien 793.708 décrivant une structure d'appareil dans lequel une pelle oscillante de creusement peut se déplacer le long d'un guide horizontal ancré latéralement aux parois de l'excavation ainsi encore, le brevet FR 2.478.190 décrit un- matériel pour l'exécution d'un puits avec fixation -et ancrage du système de creusement dans la paroi de l'excavation ; enfin le brevet européen 499.25 décrit une pelle hydraulique fixée à l'intérieur du puits pouvant se déplacer verticalement le long d'une colonne support 1. Des brevets FR 2.408.534 (HAR NOIS), 2.525.663 (ROUX) et 2.525.565 décrivent des locaux enterrés parallélépipèdiques ou cylindriques. Aucune des publications précitées ne décrit un procédé associant le havage par caisson ni un matériel approprié en vue de construire de cavités sous les locaux existants. Le but de la présente invention est de proposer un procédé et des moyens appropriés de mise en oeuvre, plus spécialement adaptés à la construction de cavités sous des, ou dans, des locaux existants. Selon la présente invention, un procédé de réalisation de cavités construites au-dessous du sol de locaux existants, le procédé étant du type à havage de caisson mettant en oeuvre des éléments de soutènements et de parois préfabriqués en béton, certains éléments c@r por- tant une embase coupante, dite bêche ou trousse, et des moyens de creusement pivotables autour d'un axe vertical solidaires d'un élément de soutènement, est principalement caractérisé en ce qu'il consiste à assembler au-dessus du sol d'un local existant et à l'intérieur de ce dernier, des éléments de soutènement, suivant une structure parallélépi@ pèdique rectangulaire, à fixer sur l'un des éléments de ladite structure des moyens de creusement, puis à creuser et à évacuer le déblai hors du local, de façon telle que les éléments assemblés s'enfoncent sous les effets conjugués de leur poids et de celui des moyens de creusement, puis à superposer et à assembler au-dessus des éléments précités d'autres éléments de soutènement et continuer les opérations de creusement, de déblaiement, de superposition et d'assemblage étage par étage, jusqu'à obtention d'une profondeur d'excavation désirée.Il découle de cette définition qu'une caractéristique du procédé consiste en ce que l'opération de creusement comporte périodiquement le déplacement vertical des moyens de creusement avec l'élément de soutènement dont ils sont solidaires, le déplacement horizontal des moyens de creusement le long dudit élément et leur rotation autour d'un axe vertical. Le procédé de l'invention est accessoirement caractérisé en ce qu'en outre, et préalable ment à l'assemblage d3elémants, on on dispose entre les surfa-- ces de ceux-ci destinées à être en contact, des joints d'étanchéité. Selon la présente invention encore, un élément de soutènement et de parois destiné à la mise en oeuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus est caracté- rise en ce que lesdits éléments ont une forme générale parallélépipèdique aplatie-, l'une des grandes faces étant plane, l'autrc étant concave à bords épais, des trous de passage de boulons traversant lesdits bords de façon sensi- blement parallèle à ladite grande face plane Des éléments tels que décrit ci-dessus et plus specialement destinés à former par quatre un étage @de ladite structure sont caractérisés en Ollt l't' en ce que -deux desdits éléments comportent à chacune de leur@ extrémités une feuillure destinée à recevoir et à loger le bord épais d'extrémité d'un élément des deux autres élé- mentis, en ce que ladite feuillure comporte, perpendiculaire- ment à ladite grande face plane de l'élément, des trous de passage de boulions, et en ce que des trous correspondants sont ménagés à travers ledit bord épais destiné à être loger dans la feuillure. Selon l'invention encore, un élé- ment de soutènement et de parois destiné à la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut, ledit élément étant plus particulièrement destiné à supporter les moyens de creusement, et ayant la conformation générale de l'un des éléments ci-dessus décrits est caractérisé en outre en ce qu'il est de largeur (hauteur) plus faible que celle des éléments situes au-dessous de lui, et en ce que ses bords sont pourvus de trous perpendiculaires à ladite grande face plane, lesdits trous étant destinés au passage de boulons de fixation de moyens supports des moyens de creusement. Selon la présente invention encore re, un élément de soutènement et de paroi destiné à la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit ci-dessus, ledit élement étant plus particulièrement destiné à constituer î'embase coupante, est caractérisé en ce qu'il a la forme générale d'une cornière épaisse, en ce qu'une aile dudit élément, destinée à être l'aile verticale est prolongée vers le bas par une cornière métallique, et en ce que vautre aile est pourvue de trous perpendiculaires à elle, destinés au passage de boulons d'assemblage avec un autre élément Toujours selon la présente invention un dispositif de mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit plus haut, au moyen d'éléments tels que sus-définis, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens supports et de guidage horizontal, constitues par un couple de rails, ou équivalent, destinés à être fixes sur un élément de soutènement, un chariot destine à être monté sur lesdits moyens dc guidage pour circuler, ou, alternativement, être immobililsé sur ces derniers, des moyens excavateurs du genre pelleteuse avec leur poste de conduite, lesdits moyens excavateurs étant pourvus de moyens de pivotement dans le plan horizontal. De préférence, les moyens d'alimentation (compresseur) en force hydraulique ou pneumatique sont séparés des moyens excavateurs pour pouvoir être disposés à l'extérieur du local. En outre et de préférence encore le dispositif précité comprend des moyens d'évacuation du genre benne associés à un portique. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'un exemple de réalisation du procédé ainsi que des matériels et des moyens de mise en oeuvre en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles - la fig.1 illustre schématiquement en élévation un chantier d'excavation suivant le procédé de l'invention dans un local existant, - la fig.lbis représente en plan partiel la partie d'excavation de la figure précédente, - la fig.2 illustre de façon schématique et en coupe verticale par un plan perpendiculaire au plan de coupe de la fig.1, la partie excavation du chantier à un stade ultérieur et permet de reconnaître la structure de certains éléments, - la fig.3 illustre avec plus de détails et en perspective deux éléments de la figure précédente appartenant au même étage de la structure, et - la fig.4 illustre en perspective l'assemblage de deux éléments de deux étages superposes. Sur la fiv.1, un chantier 1, par exemple de construction d'une cavité destinée à conxiltuer un abri anti-atomique, est exécuté dans le sous-sol d'un bâtiment existant 2 ; ce chantier a pour objectif la réalisation d'une structure parallélépipèdique rectangulaire enterrée. La structure est formée par la superposition d'éléments qui, moulés sur place ou à l'exté rieur du bâtiment, sont empilés et assemblés les uns aux autres au fur et à mesure qu'ils s'enfoncent dans le sol par l'effet de leur poids et du creusement du terrain. Ces éléments comprennent par étages successifs du bas vers le haut, des éléments dits de base 3, des éléments supports, des moyens de creusement 4 et des éléments dits d'étage 5. On verra plus en détail aux figures suivantes la structure de ces éléments. Sur les fig.1 et ibis, on doit remarquer que les moyens de creusement sont essentiellement constitués par une pelle mécanique 6 à puissance hydrauli que, montée pivotante sur un chariot 7 déplaçable horizonta lement le long de rails 8 fixés à l'élément support 4. Sur la fig. ibis, il apparait bien que le bras de la pelle mécanique peut pivoter autour d'un axe vertical 9 d'un angle sensiblement supérieur à 1800 et que le chariot 7 peut se déplacer sur une distance 12 d'un côté à l'autre de la structure. Il résulte de cette disposition que tous les points d'excavation peuvent être atteints par la pelle mécanique. On remarquera aussi que des moyens 10 d'alimentation en puissance, par exemple groupe hydraulique, sont disposés avantageusement à l'extérieur du bâtiment de façon à mettre ce dernier à l'abri des trépida tions. On remarquera aussi sur ces fi gures un portique 13 destiné à permettre la manipulation de bennes telles que 14 servant à l'évacuation des déblais par des ouvertures existantes du bâtiment. Sur la fig.2 on di sf,i nsruera trois catégories d'éléments de structure ayant chacun scn- siblement la même conformation, ces éléments étant au nombre de quatre par étage L'étage de base, ou embase, est constitué d'éléments 3,3' en cornière épaisse en béton dont l'aile vertical est prolongée par une cornière metallique 15 solidaire de coulage du béton ; l'aile verticale de la cornière 15 forme une lame tranchante facilitant la pénétration dans le sol ; l'aile horizontale est pourvue de trous 16 permettant l'assemblage à l'élément supérieur. La forme des éléments superposés à l'embase est celle, générale, d'un parallélépipède aplati dont l'une des faces est plane et dont l'autre est concave, ou en forme du cuvette à bords épais. On distinguera cependant parmi ces éléments ceux de l'étage immédiatement supérieur à l'embase et ceux des étages situés au-dessus de lui. Les éléments 4,4' de l'étage immédiatement supérieur à l'embase sont plus massifs et de moindre largeur (hauteur) que ceux des étages supérieurs. Ces éléments 4,4' forment une couronne rectangulaire et l'un d'eux supporte une plaque 8 à fonction de rail. Le rail de la plaque 8 est fixé dans ee dernier élément 4 par des boulons passant au travers de trous tels que 16 perpendiculaires à la grande face plane a cet élément. Sur la fig.3, il apparait que les éléments 5,5' des étages supérieurs, soit quatre éléments par étage, se subdivisent en élément 5 conformés simplement en cuvette et en éléments 5' conformés eux-aussi en cuvette mais dont les extrémités comportent une feuillure 17 destinée à recevoir et à loger le bord épais d'extrémité k8 d'un des autres éléments 5 de l'étage La feuillure comporte perpendiculairement à la grande eace de 1 ' l'élément 5' des trous tels que 19 de passage de boulons tels que 2D tandis que le boPd épais 18 comporte lui aussi des trous tels que 21 parallèles à la grande face de l'élément 5.Les bords capais horizontaux des éléments 5 et 5' sont pourvus de trous 22, parallèle à la grande face plane de cces éléments. Les trous 22 sont destinés å assembler les éléments étag@ par étage tandis que les trous 19 et 21 sont destinés à assembler entre eux les éléments d'un même étage. On notera que la même structure de feuillure 17 de deux éléments sur quatre se retrouve à chaque étage aussi bien pour les autres éléments 5,5' que pour les éléments 4,4' de 11 étage support des moyens de creusement, que pour les éléments 3,3' de l'embase. On remarque aussi sur la fig.3 que des joints d'étanchéité 25, tels que cordon de matière élastique, sont disposés entre les surfaces des éléments destinés à être en contact, par exemple, comme cela est visible sur les figures le long de la face d'un bord épais horizontal et dans la feuillure. Sur la fig.4, on a représenté comment grace aux trous 22 des bords épais et horizontaux, on peut assembler par le moyen de boulons tels que 26, deux éléments d'étages superposés. La présente invention trouve un champ d'application dans la réalisation de caves, d'abris anti-atomiques et autres cavités souterraines, dans le sol de bâtiments existants tels que hangars, pavillons et immeubles. Bien que l'on ait décrit et représenté un exemple d'application, il doit être compris que la portée de cette dernier n'est pas limitée à cet exemple, mais qu'elle s'étend, tant en ce qui concerne le procédé qu'en ce qui concerne les matériaux aussi bien que les moyens de creusement. à tout procédé, moyens et matériaux répondant aux caractéristiques générales sus-énoncées. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation de cavités construites au-dessous du sol de locaux existants, le procédé étant du type à havage de caisson mettant en oeuvre des éléments de soutènement et de parois préfabriqués en béton, certains éléments comportant une embase coupante dite bêche ou trousse, et des moyens de creusement pivotables autour d'un axe vertical solidaire d'un élément de soutènement, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler au-dessus du sol d'un local existant (2) et à l'inté rieur de ce dernier, des éléments de soutènement (3,3',4,4', 5,5'), suivant une structure (1) parallélé- pipèdique rectangulaire, à fixer sur l'un des éléments de ladite structure des moyens de creusement (6), puis à creuser et à évacuer le déblai hors du local, de façon telle que les éléments assemblés s'enfoncent sur l'effet conjugué de leur poids et de celui des moyens de creusement puis à superposer et à assembler au-dessus des éléments précités, d'autres éléments de soutènement et continuer les opérations de creusement, de déblaie ment, de superposition et d'assemblage étage par étage, jusqu'à obtention d'une profondeur d'excavation dési rée 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement à l'as semblage d'éléments, on dispose entre les surfaces de ceux-ci destinées à être en contact, des joints (25) d'étanchéité 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en outre l'opération de creusement comporte périodiquement le déplacement vert::i- cal des moyens de creusement avec l'élément; de soutène ment dont ils sont solidaires, le déplacement horizontal des moyens de creusement et leur rotation autour d'un axe vertical (9) 4.- Eléments de soutènement et de parois destinés à la mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments ont une forme générale parallélépipèdique aplatie, l'une des grandes faces étant plane, autre étant concave à bords épais, des tr;;ous (21,22) de passage de boulons traver sant lesdits bords de façon sensiblement parallèle à ladite grande face plane 5.- Eléments selon la revendication 4, destinés à former par quatre un étage de ladite structure, caractérisé en ce que deux desdits éléments (3',4',5') comportent à chacune de leurs extrémités une feuillure (17) destinée à recevoir et à loger le bord épais d'extrémité d'un élément des deux autres éléments, en ce que ladite feuillure com porte, perpendiculairement à ladite grande face plane de l'élément, des trous (19) de passage de boulons, et en ce que des trous correspon dants (21) sont ménagés à travers ledit bord épais destiné à être loger dans la feuillure 6.- Elément de soutènement et de parois destiné à a mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 1, et plus particulièrement destiné à supporter les moyens de creusement, ledit élément ayant la conformation générale d'un élément- conforme à la revendication 4, caractérisé en outre en ce qu'il est de largeur (hau teur) plus faible, que celle des éléments situés au-des sus de lui, et en ce que ses bords épais sont pourvus de trous (26) perpendiculaires à ladite grande face plane, lesdits trous étant destinés au passage de boulons de fixation de moyens supports (8) des moyens de creusement (6) ; 7.- Elément de soutènement et de parois destiné à la mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 1, et plus particulièrement destiné a constituer l'embase coupante, caracterise : en ce qu'il a la forme générale d'une cornière épaisse (3,3!), en ce qu'une aile dudit élément, destinée å être l aile verticale est prolongée vers le bas par une cornière métallique (15), et en ce que 11 autre aile est pour vue de trous (16) perpendiculaires à elle, destinés au passage de boulons d'assemblage avec un autre élément 8.- Dispositif de mise en oeuvre dsn procédé conforme à la revendication 1, au moyen d'éléments conformes à l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé : en ce qu'il comprend - des moyens supports et de guidage horizontal, cons- titués par un couple de rails (3), ou équivalent, desti nés a' être fixés sur un élément de soutènement, un chariot (7) destine a être monté sur lesdits moyens de guidage pour circuler, ou, alternativement, être immobilisé sur ces derniers, - des moyens excavateurs (6) du genre pelleteuse avec leur poste de conduite, lesdits moyens excavateurs étant pourvus de moyens de pivotement dans le plan horison- tal ; 9.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé : en ce que les moyens d'alimentation (10) en force hydraulique ou pneumatique sont séparés des moyens excavateurs pour pouvoir être disposés à l'extérieur du local ; 10.-Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ce dispositif comprenzi en outre des moyens d'évacuation du genre benne (14) associés à un portique (13).