Brevet FR2593202A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de pieux, et, plus particulièrement, un procédé pour la fabrication de pieux en béton précontraint coulés sur place au moyen d'un ensemble mobile de moulage qui permet un déplacement plus aisé, qui autorise la réalisation de la pré- contrainte et qui évite la présence de boues. Avec les procédés existants pour la fabrication des pieux, et si les pieux à fabriquer sont de grande longueur, la construction de chacun d'entre eux exige l'utilisation d'un pieu d'acier, parce que ce dernier ne peut pas être reti- ré du fait du frottement important qui existe entre le sol et lui. Ceci entraîne un coût élevé, suppose une perte de temps et, en outre, exige beaucoup de place, les frais de transport étant pour leur part très élevés. L'utilisation de pieux en béton précontraint nécessite leur moulage préalable, leur transport et leur stockage sur le chantier. Si l'on emploie un procédé de forage à circulation inversée, il peut se pro- duire des décentrages et des affaissements dûs à un sol trop meuble, et même le contrôle de la pression de l'eau ne peut pas pallier ces difficultés. Aucun de ces procédés de cons- truction des pieux n'est totalement satisfaisant. La présente invention fournit un procédé pour fabri- quer ces pieux au moyen d'un ensemble mobile de moulage. Après sa pénétration dans la cage de renforcement du sol, on y place des tiges de précontrainte et on réalise la coulée du béton. On retire les moules un par un et c'est également section par section que l'on réalise la coulée jusqu'à ce que le dernier moule soit retiré. On réalise ainsi un pieu coulé "in situ" et l'ensemble mobile de moulage peut être utilisé à un autre endroit pour la fabrication d'un autre pieu. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe qui illustre la pénétration dans le sol d'un ensemble mobile de moulage selon la présente invention; - La figure 2 est une vue en perspective de deux moules correspondant à une forme de réalisation de la pré- sente invention; - La figure 2a est une vue en coupe prise selon la ligne 2a-2a de la figure 2 dans la direction des flèches - La figure 2b est une vue en coupe de l'ensemble mobile de moulage illustré sur la figure 2a dans sa position d'extraction - La figure 3 est une vue en coupe illustrant la coulée du béton jusqu'à une certaine hauteur après mise en place de la cage de renforcement et des tiges de précontrainte dans l'ensemble mobile de moulage; - La figure 4 est une vue en coupe illustrant le tirage vers le haut de l'ensemble mobile de moulage après la coulée de la figure 3; - La figure 5 est une vue en coupe illustrant la suite des opérations après celles de la figure 4, le moule supérieur ayant été retiré et du béton ayant été réservé dans le moule inférieur sur un mètre de hauteur; - La figure 6 est une vue en coupe illustrant la coulée du béton dans l'ensemble mobile de moulage et l'ex- traction de ce dernier, le moule inférieur étant alors en haut du pieu; La figure 7 est une vue en coupe illustrant une autre forme de réalisation de la présente invention, à savoir un ensemble mobile de moulage pénétrant dans le sol sans tête de pieu; - La figure 8 est une vue en perspective d'une forme de réalisation de la présente invention avec un moule pouvant être ouvert sur le côté; et: - La figure 9 est une vue en perspective du moule de la figure 8 dans sa position ouverte. La-figure 1 représente un ensemble mobile de mou- lage 1 et une tête de pieu conique 2 selon la présente inven- tion après son enfoncement dans le sol 3 qui produit un dépla- cement notable de la terre. Dans la présente forme de réali- sation, l'ensemble mobile de moulage 1 est constitué par six moules la à ilf, chacun d'eux pouvant être séparé du moule voisin et déplacé vers le haut et vers le bas, et chacun d'eux pouvant tirer et pousser les autres après son déplace- ment. Les moules de l'ensemble mobile de moulage 1 sont reliés les uns aux autres du sommet à la base, de préférence par un chevauchement intérieur pour former globalement un tronc de cône qui facilite la pénétration dans le sol et l'extraction de ce dernier. Les figures 2, 2a et 2b représentent une forme de réalisation avantageuse de l'ensemble mobile de moulage 1 selon la présente invention. Desfentes de déplacement 11 et de dégagement 12 équidistantes entourent le bord inférieur du moule la. Autour du bord supérieur du moule lb, des blocs 13 équidistants et de même hauteur sont réalisés de telle façon qu'ils puissent se déplacer librement vers le haut et vers le bas.à l'intérieur des fentes de déplacement 11. Dans la partie verticale de chaque fente de dégage- ment 12 est montée une vis de positionnement 14 destinée à bloquer le moule inférieur lb. La vis de positionnement 14 et la fente de dégagement 12 peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre, mais seulement dans le sens vertical, et aucun mouvement latéral n'est possible, afin d'éviter tout déplacement angulaire entre deux moules adjacents. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, on dévisse tout d'abord la vis de positionnement 14 dès que le bloc 13 atteint la partie supérieure de la fente de déplacement 11. Puis on tourne le moule supérieur la vers la gauche jusqu'à ce que le bloc 13 soit situé exactement dans la partie verticale gauche de la fente de dégagement 12 et on tire le moule supérieur la vers le haut, de sorte que les moules supérieur la et inférieur lb se séparent l'un de l'autre. Le déplacement vertical et la séparation de deux moules adjacents quelconques de l'ensemble mobile 1 sont iden- tiques à ceux décrits ci-avant. Des que l'ensemble mobile de moulage 1 pénètre dans le sol 3 sous l'effet d'une force extérieure, les moules la à If se ferment un par un comme représenté sur la figure 2a, de sorte que le bord supérieur du moule inférieur lb pousse sur iu support annulaire 15 monté sur le bord interne du moule supeérieur la afin de renforcer la force d'appui et d'éviter que les blocs 13 ne se cassent sous l'effet de la force extérieure. La figure 3 représente la mise en place d'une cage de renforcement 4 et de tiges de précontrainte 5 dans l'en- semble mobile de moulage 1, ainsi que la coulée du béton 61 par l'intermédiaire d'un tube de coulée 6 jusqu'au deuxième moule à partir du bas, le, après pénétration de l'ensemble mobile de moulage 1 dans le sol 3. Cet ensemble 1 est ensuite tiré vers le haut. Comme on le voit sur la figure 4, lorsque l'ensemble mobile de moulage 1 est tiré vers le haut, le premier moule qui sort est le moule supérieur la qui se déplace comme repré- senté sur les figures 2a et 2b. Dès que le moule la qui se déplace vers le haut atteint la position représentée sur la figure 2b, il commence à tirer vers le haut le deuxième moule lb, et donc à déplacer ce deuxième moule lb sur une certaine distance, et de commen- cer alors à tirer le troisième moule lc, et ainsi de suite. Ce processus d'ensemble nécessite une force extérieure pour surmonter le frottement sur les moules la à If, un par un, et les tirer vers le haut. Plus chaque moule la à If est long, plus le frotte- ment est important. En conséquence, la longueur la plus appro- priée est généralement comprise entre 3 et 6 mètres pour cha- que moule, mais ces valeurs peuvent être augmentées ou dimi- nuées en fonction de l'état du sol et des impératifs du chan- tier. La hauteur de la fente de déplacement 11 de sa base à - son sommet peut être préréglée en fonction des besoins réels. Par exemple, dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la figure 4, cette hauteur est de 0,5 mètre, et le dépla- cement total vers le haut est de 2,5 mètres. La figure 5 représente la suite des mouvements de traction représentés sur la figure 4: le moule supérieur la a été enlevé comme représenté sur la figure 2, et du béton, sur une hauteur de plus d'un mètre, a été réservé dans le der- nier moule If pour éviter tout éboulement du sol résultant de l'absence de ce moule if lors de la coulée, et tout effet - néfaste dû à la résistance du sol avant la coulée. Après avoir enlevé le moule supérieur la, on coule du béton par le tube de coulée 6 jusqu'à une certaine hauteur dans le deuxième moule à partir du bas, le. Ensuite, après avoir enlevé le moule supérieur la de l'ensemble mobile de moulage 1, du béton est réservé dans le moule inférieur If sur une hauteur d'un mètre au moins. La figure 6 représente la situation lorsque.le moule inférieur If a été tiré jusqu'à la position supérieure après coulée du béton, séparation des moules et enlèvement de ces derniers de la manière décrite ci-avant. Dans cet état, le dernier moule If peut être ôté après coulée du béton. La tige de précontrainte 5 précitée est placée à l'intérieur d'un tube de protection 51, et son extrémité infé- rieure est reliée à un bloc de commande 52. L'extrémité supé- rieure du tube de protection est scellée dans un couvercle 53. Après la coulée et le durcissement du béton, on ouvre le couvercle 53, on tend la tige et on remplit le tube de béton pour parachever la précontrainte et réaliser des pieux en béton précontraint qui peuvent supporter des contraintes laté- rales plus importantes. La figure 7 montre une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de la présente invention, à savoir un ensemble mobile de moulage 1 sans tête de pieu, après sa pénétration dans le sol. L'ensemble de cette forme de réali- sation est soumis à moins de frottements lorsqu'il pénètre dans le sol 3, et l'on rencontre une résistance moins impor- tante pour de faibles déplacements. Dans cette forme de réali- sation, la terre contenue dans l'ensemble mobile de moulage 1 doit être évacuée avant la mise en place de la cage de renfor- cement 4 et la coulée du béton afin de faciliter la mise en oeuvre du processus qui a été décrit au sujet de la première forme de réalisation. Les figures 8 et 9 représentent une autre forme de réalisation de la présente invention qui peut être ouverte latéralement. Ceci facilite l'enlèvement des moules la à le comme illustré sur les figures 5 et 6 en les ouvrant latéra- lement pour chacun d'eux sans retirer tout d'abord le tube de coulée qui s'y trouve. Quant au dernier moule If, son ouverture latérale n'est pas nécessaire, puisque c'est seule- ment après la coulée qu'il est enlevé, alors que le tube de coulée 6 se trouve dans sa position la plus haute. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 8 et 9, le moule la comporte à l'arrière une charnière 16 et, à l'avant, des bords en créneaux 17, 17' destines à s'opposer aux forces d'impact venant d'en haut. Le long des bords 17 et 17', des vis 18 et 18' servent à les fixer entre eux. L'enlèvement de ces vis 18 et 18' permet l'ouverture du moule par le côté. Puisque les moules la à le peuvent être ouverts, il suffit des fentes de déplacement 11 pour pouvoir séparer ces moules les uns des autres, les fentes de dégagement 12 étant alors inutiles. Pour résumer, la présente invention, dans sa pre- mière forme de réalisation, présente les avantages suivants: 1. Elle supprime toute pollution due au déchargement de terre sur les chantiers de fabrication de pieux "in situ". 2. Elle supprime l'affaissement des parois des trous forés pour la coulée de pieux sur place ou leur effondrement du à la pression de l'eau ou du sol. 3. Elle supprime la présence de boues dans le trou foré pour le pieu. 4. Elle supprime la perte de portions de pieux due à des perturbations latérales du sol et à de faibles déplace- ments du pieu coulé sur place. 5. Elle supprime la perte de solidité due à la coulée du béton dans l'eau. 6. Il est possible d'appliquer une précontrainte aux pieux en béton coulés sur place, ce qui fournit une pression latérale plus importante et évite le flambage du pieu. 7. Elle supprime le risque de ne pas pouvoir retirer les pieux d'acier de grande longueur destinés à la coulée sur place des pieux en béton. 8. L'ensemble de moulage selon la présente invention présente une forme globalement conique après raccordement de ses différents moules, de sorte qu'il est aisé de le retirer et qu'il y a un meilleur contact entre le pieu et le sol. - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour fabriquer un pieu en béton précon- traint coulé sur place au moyen d'un ensemble mobile de moulage, caractérisé par le fait que ce dernier comprend une série de moules pouvant se déplacer verticalement sur une certaine distance par rapport aux moules adjacents et pouvant se tirer et se pousser mutuellement après un tel déplacement, de sorte qu'ils sont contigus après pénétration de ces moules dans le sol, introduction dans lesdits moules d'une cage de renforcement et coulée du béton, une force de traction pou- vant leur être appliquée pour les retirer l'un après l'autre et surmonter le frottement entre le sol et eux après coulée du béton. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le déplacement et l'action de traction et de poussée sont réalisés par le déplacement vers le haut et vers le bas de butées ménagées entre les moules adjacents. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moules peuvent être démontés l'un après l'au- tre pendant la traction sur l'ensemble de moulage pour faci- liter la coulée section par section. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moules mobiles peuvent être ouverts latérale- ment pour faciliter leur enlèvement sans nécessiter l'enlè- vement préalable du tube de coulée. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moules sont reliés entre eux par recouvrement dans le sens vertical pour donner une forme globalement tron- conique à l'ensemble mobile de moulage et ainsi faciliter la pénétration de ce dernier dans le sol et son extraction. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé-par le fait qu'une tête conique est présente au bas de l'ensemble de moulage pour engendrer une contre-pression lors de sa péné- tration sur une grande longueur dans le sol, un espace creux étant ménagé directement dans l'ensemble de moulage. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble de moulage pénètre directement dans le sol sans interposition d'une tête de pieu, un espace creux étant formé pour la coulée dans l'ensemble de moulage par enlèvement de la terre qui y est contenue. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la précontrainte est réalisée en montant des tiges de précontrainte et une cage de renforcement qui permet- tent d'obtenir une précontrainte après durcissement du béton qui a été coulé.