Brevet FR2592414A1 — publié le 19870703

Procédé et dispositif de battage d'un tube de fonçage pour former un pieu. a présente invention concerne essentiellement un procédé et un dispositif de battage à double action. On connait déjà de nombreux procédés et dispositifs de battage d'un tube de fonçage à foncer dans le sol en vue de former dans le sol un pieu en beton ou matériau similaire, ledit tube étant fermé à son extrémité inférieure par un couvercle de manière à définir une tête de fonçage. Voir par exemple BE-A-887574; GB-A-2 129855 ; GB-A-2129856. US-A-3 938 595 ; US-A-3 889 165 ; US-A-4 196 888 US-A-3 498 388 ; US-4-A-4 277 176 ; US 4 384 427. Certains de ces procédes comprennent le battage du tube de fonçage en faisant chuter librement un marteau de battage ou similaire à l'intérieur du tube, soit directement sur le couvercle, soit sur un tampon de béton placé préalablement au fond du tube contre le couvercle. D'autres procédés peuvent comprendre le battage de l'extrémité supérieure du tube. Cependant, me-me avec les procédés et dispositifs de battage utilisant la chute d'un marteau de battage ou similaire à l'intérieur du tube, un inconvénient majeur réside dans la faible efficacité de conversion de l'énergie cinétique du marteau de battage en fin de chute en déplacement du tube dans le sol. Autrement ait, i'efficôcité du battage est réduite, ce qui se traduit en des durées de battage importantes et en un coût de formation des pieux en béton dans le sol relativement élevé La présente invention a donc pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permette d'améliorer grandement, sinon d'optimiser, la conversion de l'énergie cinétique du marteau de battage ou similaire en déplacement dans le sol du tube de fonçage. De préférence, cette solution doit être de conception particulièrement simple de manière à réduire les durées de battage, ainsi que le coût de formation des pieux dans le sol. Ce problème technique est résolu pour la première fois par la présente invention. Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention fournit un procédé de battage d'un tube de fonçage à foncer dans le sol, en vue de former dans le sol un pieu en béton ou matériau similaire, ledit tube étant fermé à son extrémité inférieure par un couvercle de manière à définir une tête de fonçage, comprenant le battage dudit tube de fonçage en faisant chuter de préférence librement, un marteau de battage ou similaire à l'intérieur dudit tube, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens auxiliaires de battage, de manière à permettre en outre un battage sur l'extrémité supérieure du tube; et on réalise sensiblement simultanément au battage à l'intérieur du tube, un battage de l'extrémité supérieure du tube de fonçage. Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne également un dispositif de battage d'un tube de fonçage à foncer dans le sol, en vue de former dans le sol un pieu en béton ou matériau similaire, ledit tube étant fermé à son extrémité inférieure par un couvercle de manière à former une tête de fonçage,comprenant un marteau de battage ou similaire chutant, de préférence librement, à l'intérieur du tube pour battre directement ou indirectement la tête de fonçage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens auxiliaires de battage permettant en outre un battage de l'extrémité supérieure du tube. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens auxiliaires de battage précités comprennent un ou plusieurs épaulements radialement saillants disposés extérieurement sur le marteau de battage de manière à pouvoir venir en contact avec l'extrémité supérieure du tube de fonçage; lesdits épaulements extérieurs radialement saillants étant disposés à une distance de l'extrémité inférieure du marteau sensiblement égale à la longueur du tube de fonçage, de manière à réaliser un battage simultané ou quasi simultané de la tête de fonçage, du tube de fonçage et de l'extrémité supérieure du du tube de fonçage. Selon un mode de réalisation particulier, l'épaulement précité peut présenter une forme annulaire continue ou discontinue. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens auxiliaires de battage précités comprennent une ancre disposée à l'intérieur du tube reposant contre le couvercle formant la tête de fonçage, ladite ancre comprenant un ou plusieurs élements mécaniquement résistants reliés a un ou plusieurs organes auxiliaires ae battage mangés sur l'extrémité supérieure du tube de fonçage de sorte que lors du battage sur ladite ancre, une partie de 'érercie de battage soit transmise auxdits organes a.xiliaires de battage par lesdits éléments mécaniquement résstarts. Selon une caractéristique préférée, les éléments - e.ert résistants sont constitués par des câbles flexibles OU éléments souples similaires. Avantageusement es organes auxiliaires de battage sont constitués par un collier vexant reposer sur l'extrémité supérieure du tube e f irçage Ou solidarisé au moins temporairement à ladite extrémité supérieure du tube de fonçage, ledit collier c~~oren nt une ouverture centrale de dimension suffisante pour lasser un passage approprié au marteau de battage.De même, l'ancre disposée à l'intérieur du tube de fonçage contre le couvercle peut être formée par un collier de forme annulaire dont l'ouverture centrale a été obturée par un bouchon de béton durci in situ. Chacun de cescollierspeut être réalisé en métal ou acier à résistance mécanique élevée. On comprend ainsi que lors de la chute du marteau de battage et donc d'un battage du tube de fonçage, on produira un battage non seulement de la tête de fonçage du tube mais également de l'extrémité supérieure en augmentant le taux de conversion de l'énergie cinétique en énergie mécaniquede fonçage, exprimé en déplacement du tube dans le sol par unité de temps. On a pu observer que le second mode de réalisation augmente d'une manière oarticulièrement inattendue l'efficacité du battaqe car il produit tout d'abord un battage sur l'ancre aboutissant à une tension des câbles de liaison avec les moyens auxiliaires de battage (en général un collier) agencés à l'extrémite supérieure du tube de fonçage qui va ensuite se traduire en énergie de battage également à l'extrémité supérieure du tube de fonçage grâce à l'effort de traction exercé par les cables ainsi tendus. L'invention procure donc des avantages techniques tout à fait inattendus pour un homme du métier en aboutissant à une réduction de la durée totale du battage par un battage double action ainsi réalisé, par rapport aux procédés et dispcsitifs de battage classiques, dans des conditIons de battage comparables. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront à ia lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexes représentant deux modes de réalisation actuellement préférés de l'invention, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de battage selon l'invention à double action ; et - la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de battage selon l'invention. En référence à la figure 1, selon un premier mode de réalisationl un dispositif de battage selon l'invention, d'un tube de fonçage représenté par le numéro de référence général 1 dans le sol 2, en vue de former dans le sol un pieu en béton ou matériau similaire, ledit tube étant fermé à son extrémité inférieure la par un couvercle 4 de manière à définir une tête de fonçage 6, comprend un marteau de battage 8 chutant à l'intérieur du tube de fonçage 1 directement ou indirectement sur la tête de fonçage 6. Dans le mode représenté à la figure 1, le matériau de battage 8 chute directement sur la tête de fonçage mais on peut prévoir naturellement que ce marteau 8 chute sur un bouchon en béton reposant a l'intérieur du tube 1 contre le couvercle 4. Selon l'invention, le dispositif de battage est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens auxiliaires de battage 10 permettant en outre un battage de l'extrémité supérieure lb du tube de fonçage 1. Selon le premier mode de réalisation représenté à la figure 1, les moyens auxiliaires de battage 10 comprennent un ou plusieurs épaulements 12 radialement saillants disposés extérieurement sur le marteau de battage 8 de manière à pouvoir venir en contact avec l'extrémité supérieure lb du tube de fonçage 1. Le ou les épaulements 12 externes radialement saillants sont disposés à une distance de l'extrémité inférieure 8a du marteau de battage 8 sensiblement égale à la longueur L du tube de fonçage 1, de manière à réaliser un battage simultané ou sensiblement simultané de la tete de fonçage 6 et de extrémité supérieure lb du tube de fonçage 1 Ainsi. cn observera que la longueur du marteau de battage 8 est supérieure à la longueur du tube de fonçage 1.D'autre part, éca'eT.ent le ou les épaulements externes radialement saillants 12 sont en général disposés à une distance de l'extrémité inférieure 8a du marteau 8 légèrement supérieure à la longueur L du tube de fonçage 1 de manière à ne venir en contact avec l'extrXmité supérieure lb du tube de fonçage 1 qu'après le battage de la tête de fonçage 6 par le marteau de battage 8. De préférence, les moyens auxiliaires de battage 10 comprennent un épaulement 12 unique de forme annulaire,comme représenté. On peut prévoir en dessous de l'épaulement 12 un coussinet 14 en matériau approprié qui viendra directement en contact avec l'extrémité lb du tube de fonçage 1. Ce coussinet peut être réalisé en bois ou en matière synthétique. Lors du battage, on conçoit aisément qu'on réalisera un battage double action, à la fois sur la tête de fonçage 6 et à l'extrémité supérieure lb du tube de fonçage 1. Un inconvénient de ce mode de réalisation réside dans le fait qu'il faut prévoir un marteau de battage 8 de forme particulière, présentant une longueur normalement supérieure à la longueur L du tube de fonçage. Dans la plupart des applications, le tube de fonçage 1 est d'une grande longueur de sorte qu'économiquement il ne sera oas toujours possible de réaliser un tel marteau de battage. pour ce faire, et en réference à la figure 2, le deuxième mode de réalisation selon l'invention permet d'utiliser un marteau de battage classique. Selon ce deuxieme mode de réalisation représenté à la figure 2, le tube de fonçage 20 comprend également une tête de fonçage 22 identique a la tête de fonçage 6 de la figure 1 Ce deuxième mode de réalisation du dispositif de battage selon l'invention comprend également des moyens auxiliaires de battage 24 comprenant une ancre 26 disposée à l'intérieur du tube de fonçage 20 et reposant contre le couvercle 28 fermant le tube de fonçage 20. L'ancre 26 comprend un ou plusieurs éléments 50, 32 mécaniquement résistants reliés à Un ou plusieurs organes auxiliaires de battage 34 montés sur l'extrémité supérieure 20b du tube de fonçage 20. De préférence, les éléments mécaniquement résistants 30, 32 sont constitués par des câbles flexibles appropriés, pouvant être réalisés en acier ou autre matériau mécaniquement résistant. D'autre part, les organes auxiliaires de battage 34 peuvent être constitués par un collier de forme annulaire comprenant une ouverture 36 de dimension appropriée pour permettre la chute correcte du marteau de battage 38 qui est tout à fait classique. On conçoit baisement que selon ce mode de réalisation, lors de la chute, de préférence libre, du marteau de battage 38, sur l'ancre 26, une première partie importante de l'énergie cinétique du marteau de battage 38 soit transmise par l'ancre 26 à la tête de fonçage 22. En outre, lors du battage de l'ancre 26, on réalisera la tension des câbles 30, 32 reliés au collier 34 et une partie de l'énergie cinétique sera donc transférée au collier 34 et donc au tube de fonçage 20, suite à la traction excercée sur les cabales 30, 32 depuis l'ancre 26. Dn obtiendra donc aussi un battage double action d'une efficacité grandement accrue par rapport au battage classique. Naturellement, l'invention n'est nullement limite au moyen décrit et représenté. Elle comprend au contraire tous les moyens constituant des équivalents techniques, ainsi que leurs aiverses combinaisons. En particulier la tête de fonçage peut être monobloc, avec le tube de fonçage ou être réalisée séparément en comprenant une enveloppe cylindrique 40 servant a- guider l'extrémité ifrieJre du tube de fonçage 20 et à reserver l'aménagement d'un systeme assurant l'étanchéité. L'invention aboutit à une efficacité particulièrement accrue du battage dans le cas d'une tête de fonçage séparée (distincte ou indépendante) du tube de fonçage tout en étant applicable a tous les types de fonçage. Lorsque la tête de fonçage est séparée du tube seule sa masse intervient dans le processus de battage, ce qui améliore radicalement le rapport de la masse du marteau à la masse de la tete de fonçage, le tube n'entrant pas en considération dans ce cas au moment du choc. REVENDICATIONS 1. Procédé de battage d'un tube de fonçage à foncer dans le sol, en vue de former dans le sol un pieu en béton ou matériau similaire, ledit tube étant fermé à son extrémité inférieure par un couvercle de manière à définir une tête de fonçage, comprenant le battage dudit tube de fonçage en faisant chuter, de préférence librement, un marteau de battage ou similaire à l'intérieur dudit tube, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens de battage auxiliaires (10 ; 24) de manière à permettre un battage sur l'extrémité supérieure du tube, et on réalise simultanément un battage à l'intérieur du tube et un battage de l'extrémité supérieure du tube de fonçage. 2. Procédé de battage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de battage précités (10) comprennent un ou plusieurs épaulements (12) radialement saillants disposés extérieurement sur le marteau ce battage (8), de manière à pouvoir venir en contact avec i'extrémite supérieure (lb) du tube de fonçage (1), lesdits épaulernents (12) étant disposés à une distance de l'extrémité inférieure (8a) du marteau de battage (8) sensiblement égale a. la longueur du tube de fonçage (1) de manière à réaliser un battage simultané ou quasi simultané de la tête de fonçage dU du r-Jse et de l'extrémité supérieure (lb) du tube (1). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de battage précités (24) comprennent une ancre (26) disposée à l'intérieur du tube de fonçage (20) reposant contre le couvercle (28) formant la tête de fonçage (22), ladite ancre (26) comprenant un ou plusieurs é éments mécan:quement résistants (30, 32) reliés à un ou plusieurs organes auxiliaires de battage (34) montés sur 'extrem,lvé supérieure (20b) du tube de fonçage (20), de sorte que lors du battage sur l'ancre (26), une partie de l'énergie de battage soit transmise aux organes auxiliaires de battage (34) par les éléments mécaniquement résistants (30, 32). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de fonçage est séparée du tube. 5. Dispositif de battage d'un tube de fonçage à foncer dans le sol en vue de former dans le sol un pieu en béton ou matériau similaire, ledit tube de fonçage étant fermé à son extrémité inférieure par un couvercle de manière à définir une tête de fonçage, comprenant un marteau de battage (8 ; 38), chutant, de préférence librement, à l'intérieur du tube de fonçage pour battre directement ou indirectement la tête de fonçage (6 ; 22), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens auxiliaires de battage (10; 24) permettant en outre un battage de l'extrémité supérieure (lb ; 20b) du tube de fonçage (1 ; 20). 6. Dispositif de battage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de battage précités (10) comprennent un ou plusieurs épaulements radialement saillants (12) disposés extérieurement sur le marteau de battage (8) de manière à pouvoir venir en contact avec l'extrémité supérieure (lb) du tube de fonçage (1), lesdits épaulements (12) étant disposés à une distance de l'extrémité inférieure (8a) du marteau (8) sensiblement égale à la longueur L du tube de fonçage (1) de manière à réaliser un battage simultané ou quasi simultané de la tête de fonçage (6) et de l'extrémité supérieure (lb) du tube de fonçage (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaulement précité (12) est de forme annulaire continue ou discontinue. 8. Dispositif de battage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de battage (24) précités comprennet une ancre (26) disposée à l'intérieur du tube (20) reposant contre le couvercle (28) définissant une tête de fonçage (22), ladite ancre (26) comprenant un ou plusieurs éléments mécaniquement résistants (30, 32) reliés à un ou plusieurs organes auxiliaires de battage (34), montés sur l'extrémité supérieure (20b) du tube de fonçage (20) de sorte que lors du battage sur l'ancre (26), une partie de l'énergie de battage soit transmise par les éléments mécaniquement résistants (30, 32) aux organes auxiliaires de battage (34) et donc au tuhe de fonçage (20). 9. Dispositif de battage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les organes auxiliaires de battage précités (34) sont constitués par un collier de forme annulaire définissant une ouverture (36) permettant le passage du marteau de battaga (38). 10. Dispositif de battage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'ancre (26) est formée par un collier comprenant une ouverture obturée par un bouchon en béton durci ir situ. 11. Dispositif de battage selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la tête de fonçage est séparée du tube de fonçage.