Brevet FR2631358A1 — publié le 19891117

L'invention a pour objet une construction de soutènement destinée à protéger un remblai contre un ouvrage, constitué d'éléments préfabriqués qui, superposes sur leur grand côté, forment une délimitation extérieure du remblai, à la manière d'un mur, les éléments préfabriqués présentant des cavités verticales, par lesquelles ils sont mis en place, par une série de pieux de soutènement placés dans le sol, à une distance déterminée les uns des autres et présentant en outre des deux côtés, des sections de joints verticaux s'emboîtant les uns dans les autres, par lesquelles les éléments préfabriqués juxtaposés horizontalement, peuvent ensuite être assemblés. Au cours des dix dernières années, des essais satisfaisants ont été réalisés dans le domaine de la stabilisation du sol, avec des méthodes de stabilisation dites de "terre armée". Par terre armée, on entend un remblai de terre à armature intégrée en bandes de métal ou de matière plastique qui sont posées en couches, espacées horizontalement et verticalement, pendant le remblayage du sol, et qui sont suspendues à une enveloppe extérieure fermant le remblai de terre. Les bandes d'armature peuvent absorber les sollicitations à la traction et les transmettre au sol par frottement de sorte que ces sols ainsi armés peuvent servir euxmêmes de constructions de soutènement. Les possibilités d'application de ce procédé relativement nouveau sont toutefois limitées en ce que la mise en oeuvre d'un remblais de terre armée suppose un fond portant, et n'est donc pas possible sans problèmes sur des sols meubles à résistance de cisaillement réduite. Etant donné. en outre que le "corps de terre armée" représente une construction dans une certaine mesure non rigide, sujette à flexion, souple qui sous charge peut effectuer de petits déplacements de compensation, sans que sa sécurité en souffre, la seule enveloppe extérieure utilisée jusqu'à présent en métal, ou le mur de doublage classique, en éléments préfabriqués en béton, est trop peu mobile, de sorte que certaines propriétés avantageuses du remblai de terre armée ne peuvent absolument pas se manifester. La construction de murs de soutènement classiques en béton, ainsi que le remblai de terre suppose un fond portant et ne peut donc être exécutée sans problèmes sur un sol meuble de faible résistance au cisaillement. On trouve des exemples de ces murs de soutènement en béton qui nécessitent des fondations bétonnées ou réalisées autrement, dans le brevet US-3 537 687, le brevet FR-20 55 983 et dans le brevet US- 4 616 959. Dans tous ces documents, les éléments préfabriqués, dans leurs formes les plus diverses, sont toujours assemblés suivant le principe d'une construction en maçonnerie, et ancrés les uns par rapport aux autres, de sorte que le remblai de terre de soqtien est adjacent à la construction de maçonnerie non mobile, comme expliqué ci-dessus. La demande DE-A 27 56 047 décrit une protection de talus pour empêcher le glissement latéral du matériau de remblai, dont les parois de soutènement comportent des cavités débouchantes par lesquelles elles reposent sur les extrémités de barres de soutènement. Si selon ce document, les extrémités des barres de soutènement ressortent du sol sur une distance suffisamment longue pour que trois parois de soutènement puissent être superposées, on peut réaliser une structure du type d'un mur, comme dans les documents précités, dans laquelle les côtés jointifs juxtaposés des parois de soutènement, s'engagent les uns dans les autres de manière à former un mur de soutènement, par exemple pour protéger contre les chutes de pierres d'un talus, qui donne une construction stable autoportante, du fait de l'assemblage à la manière d'un mur des parois de soutènement, en liaison avec les barres de soutènement. L'invention a pour but en particulier, de concevoir une construction de soutènement du type précité de manière qu'elle présente une grande résistance à la flexion pour absorber les charges horizontales, tout en n'étant pas rigide, pour rester elle-même mobile dans certaines limites, afin de s'adapter aux déplacements dus à la charge, du matériau de remblai. En outre, la construction de soutènement doit être en mesure de protéger suffisamment le fond portant le remblai et la construction, en ce qui concerne les éventuelles surfaces de rupture du fond ou du terrain. Ce but est atteint grâce à la construction de soutènement suivant l'invention, en ce que les éléments superposés sont superposés chacun sur au moins deux pieux de soutènement contrairement à la pratique usuelle en maçonnerie, en formant des joints alignés verticalement, par leurs sections de joints verticaux et pour former ainsi une série. continue de segments de mur de la hauteur nécessaire dans chaque cas pour constituer la protection, et en ce qu'au moins sur quelques pieux de soutènement sont fixés des éléments d'armature qui sont noyés dans le remblai à des hauteurs différentes. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après plus en détail en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un mode de réalisation de la construction de soutènement suivant l'invention, La figure 2 est une vue de face de celleci, La figure 3 est une coupe horizontale de la ligne III-III de la figure 1 et La figure 4 est une vue de détail d'un élément du mur et des éléments de soutènement et de protection agissant sur celui-ci. Selon la figure 1, une série de pieux à injection formant supports, se trouvent dans un sol B relativement meuble, de faible résistance au cisaillement et se présentent de manière connue, sous la forme de tubes d'acier 2 à orifices de sortie 3 latéraux. Ces tubes d'acier 2 sont habituellement enfoncés par battage ou forés dans le sol B, puis remplis de barbotine qui s'échappe par les orifices 3 et qui assurent ainsi un bon ancrage des tubes 2 dans le sol environnant. La portion supérieure de chaque pieu de support 1 comporte un filetage la sur lequel est vissé un manchon d'accouplement 5 pourvu d'un trou taraudé. Sur le pourtour du manchon d'accouplement 5 sont fixés deux clous de sol 4 qui pénètrent sous des angles différents, dans le sol avoisinant, et empêchent ainsi les parties supérieures des pieux de support 1 de se déplacer latéralement. En principe, il serait possible aussi de faire agir les clous de sol 4 directement en un point des pieux de support 1. La partie inférieure d'un tube 7, pourvue d'un filetage, et que l'on désigne par pieu de mur 7, compte-tenu de sa fonction qui sera décrite plus loin, est vissée du haut dans chaque manchon d'accouplement 5. Chaque pieu de support 1 est ainsi relié de façon rigide par le manchon d'accouplement , à un pieu de mur 7 correspondant, et forme avec celui-ci'un poteau de support bien ancré dans le sol. Au-dessus du terrain B, se trouve un remblai A formé comme une "terre armée" et pourvu par conséquent d'une armature intérieure en bandes de métal ou de matière plastique 8. Ce corps de terre armée forme ainsi un corps de liaison souple en flexion, mais pratiquement monolithique. Les bandes d'armature 8 placées à des hauteurs différentes, peuvent absorber les sollicitations en traction et les transmettent au sol par frottement, de sorte que le sol ainsi armé peut servir lui-même de construction de soutènement. De très grands avantages de cette construction de soutènement réalisée suivant le principe de la terre armée, sont constitués par des coûts beaucoup plus bas que les murs en béton classique, par une fabrication simple et par leur comportement mécanique flexible: C mme le montre la figure 1, les bandes d'armature 8 sont fixées, par exemple vissées, sur les éléments préfabriqués en béton 9 d'un mur formant l'enveloppe extérieure du corps de terre armée. Sur les portions filetées 6 des pieux de mur 7 sont en outre fixés des appuis 11 qui peuvent être par exemple des disques d'acier à trou taraudé, et sur lesquels prennent appui les éléments préfabriqués 9 du mur 10. Les appuis 11 peuvent par exemple avoir la forme des colliers de fixation représentés dans le brevet suisse n 644 171. Les éléments préfabriqués 9 dont la constitution est particulièrement visible sur la figure 4, sont de préférence des blocs profilés en béton coulé, qui comportent au moins deux trous débouchants 12, placés symétriquement par rapport au plan médian vertical. La figure 4 montre un élément préfabriqué 9 comportant trois de ses trous débouchants 12 à travers deux desquels passent les pieux de mur 7. Des éléments d'armature 13, formant un réseau, et qui sont noyés dans la terre A remblayée, sont solidaires des pieux de mur 7 dans les joints horizontaux du mur. Sur ceux-ci, la terre remblayée est compactée à chaque fois. Les éléments d'armature 13 peuvent être attachés par leurs extrémités aux pieux de mur 7, par des liens 13a, ou fixés d'une autre manière sur ceux-ci. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, chaque élément préfabriqué 9 est pourvu d'un côté d'une saillie 14 et du côté opposé d'un évidement 15 de forme correspondante} de sorte que lors de l'assemblage des éléments préfabriqués, on obtient un assemblage par rainure et languette. Comme le montre la figure 2, le mur 10 n'est pas construit, contrairement à la technique usuelle en maçonnerie, avec des éléments préfabriqués décalés les uns par - rapport aux autres, mais de manière que les joints verticaux V soient continus. Dans la zone de ces joints verticaux, on obtient ainsi une sorte de points d'articulation auxquels le mur peut céder à la pression horizontale de la terre; les forces agissant sur le mur, par pression de compactage et par vibrations peuvent être absorbées, et les dommages ou destructions évités avec certitude. On peut encore améliorer la souplesse latérale du mur, en faisant en sorte que les saillies 14 et les évidements 15 des éléments imbriqués ne soient pas rectangulaires ou carrés, mais rétrécis, par exemple en forme de trapèze ou en arc de cercle, comme le montrent clairement les figures 3 et 4. Après construction du mur, on coule du béton dans les cavités restantes des éléments préfabriqués. Grâce à la configuration décrite, le mur 10 forme une succession de segments de mur I, II, III... fermés en soi, ayant des fondations individuelles, qui sont reliés entre eux de manière articulée et dont les pieux de support 7 peuvent pénétrer à des profondeurs différentes 1 ou L suivant la consistance du sol de construction. Pour réaliser la construction de soutènement décrite, on commence par battre ou forer les pieux de support 1 d'injection, et à les ancrer dans la terre par injection de barbotine, après quoi on visse les manchons d'accouplement 5, on enfonce les clous de sol et on les accroche au mancon d'accouplement 5. Ensuite, on visse les pieux de mur 7 et on monte successivement le mur en même temps que le remblai de terre A, la terre A étant compactée couche par couche pendant la construction, après mise en oeuvre des éléments d'armature 8 et 13. Etant donné que les éléments d'armature 13 peuvent constituer en même temps l'armature de la terre armée 3, il est possible de renoncer le cas échéant à l'utilisation supplémentaire des bandes d'armature 8. Les éléments d'armature 8 et 13 peuvent aussi au besoin être reliés entre eux. Les deux éléments d'armature 8 et 13 forment de préférence un réseau et peuvent être constitués de fils métalliques ou de bandes de matière plastique. Un mode de réalisation préféré utilise pour ces deux éléments des géotextiles de grande résistance à la traction. La construction de soutènement décrite offre par rapport aux murs de soutènement connus une série d'avantages: - il n'est pas nécessaire de réaliser des fondations sur semelle, ce qui supprime aussi les travaux d'excavation, - le mur sert de paroi en pieux ouverte, et les forces horizontales et verticales se produisant sont finalement absorbées par les pieux de mur 7 et les pieux de support 1, - la position en hauteur des éléments préfabriqués formant le mur est réglable par ajustement des appuis 11, - la fonction d'articulation décrite confère au mur une certaine flexibilité horizontalement et verticalement, - le mur se compose d'une série de segments de la largeur des éléments préfabriqués utilisés qui sont endentés entre eux de manière articulée et autorisent une fondation en profondeur individuelle et - la construction de soutènement est particulièrement avantageuse lorsque le fond se trouvant sous la base du mur est un sol meuble de faible résistance au cisaillement. La portance d'un sol de ce type est considérablement améliorée puisque d'un part la charge verticale des segments du mur est déviée par les pieux de support dans le fond portant, et que d'autre, part on obtient une protection de la tête des pieux, contre un déplacement latéral, par l'assemblage en force du clou de sol et du pieu. En outre, le clouage dans le sol accroît la portance du matériau de la base, derrière le mur, c'est-à-dire sous le corps de remblai. L'assemblage par goujons d'éventuelles surfaces de séparation permet d'avoir une protection contre la rupture du fond ou du terrain. Il est en outre particulièrement important que le mur de soutènement 10 formant l'enveloppe extérieure du corps de terre armée, n'ait pratiquement pas besoin d'absorber des forces horizontales, puisque les charges horizontales ou obliques se produisant dans la zone du mur, sont transmises par les éléments préfabriqués du mur aux pieux de mur 7, et par ceux-ci au sol, par les pieux de support d'injection 1, fiablement ancrés. Selon une autre variante, des éléments préfabriqués voisins horizontalement peuvent aussi être disposés espacés, un verrou en forme de plaque étant introduit à travers leurs évidements 15 - formés par exemple des deux côtés selon la figure 3 - - verrou dont les grands côtés verticaux sont adaptés au profil des évidements 15. Cette variante donnerait aussi la fonction articulée voulue dans la zone des joints verticaux. Comme cela est connu de l'homme de l'art, les pieux de support qui sont des pieux d'injection, peuvent être remplis non seulement de la barbotine mentionnée, mais aussi d'autres types de mortier pour pieux, toute suspension aqueuse de sable, chaux et/ou ciment pouvant être utilisée. REVENDICATIONS 1. Construction de soutènement destinée à protéger un remblai contre un ouvrage (A), constitué d'éléments préfabriqués (9) qui, superposés sur leur grand côté, forment une délimitation extérieure du remblai, à la manière d'un mur, les éléments préfabriqués (9) présentant des cavités (12) verticales, par lesquelles ils sont mis en place, par une série de pieux de soutènement (1, 7) placés dans le sol, à une distance déterminée. les uns des autres et présentant en outre des deux côtés, des sections de joints verticaux (14, 15) s'emboîtant les uns dans les autres, par lesquelles les éléments préfabriqués juxtaposés horizontalement, peuvent ensuite être assemblés, caractérisée en ce que- les éléments superposés (9) sont superposés chacun sur au moins deux pieux de soutènement (1, 7) contrairement à la pratique usuelle en maçonnerie, en formant des joints alignés verticalement, par leurs sections de joints verticaux (14, 15) et pour former ainsi une série continue de segments de mur ( I l, I, m de la hauteur nécessaire dans chaque cas pour constituer la protection, et en ce qu'au moins sur quelques pieux de soutènement (1,7) sont fixés des éléments d'armature (13) qui sont noyés dans le remblai (A) à des hauteurs différentes. 2. Construction de soutènement selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque pieu de soutènement comporte un pieu de support (1) ancré dans le sol, et un pieu de mur (7) traversant les cavités (12) des éléments préfabriqués (9) et en ce que dans la zone de transition entre le pieu de support et le pieu de mur, il est prévu un appui (11) réglable en hauteur destiné à soutenir l'élément préfabriqué inférieur concerné. 3. Construction de soutènement selon la revendication 2, caractérisée en ce que les pieux de support (1) sont des pieux à injection. 4. Construction de soutènement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le remblai (A) est pourvu en plus des éléments d'armature (13) ancrés sur les pieux de mur (7), d'autres éléments d'armature (8), situés à des hauteurs différentes, qui sont soit librement posés dans le sol, soit fixés sur les éléments préfabriqués (9). 5. Construction de soutènement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments d'armature (13) en prise avec les pieux de soutènement (7) et/ou les éléments d'armature (8) sont des grilles ou des bandes en métal ou en matière plastique, de préférence en géotextiles. 6. Construction de soutènement selon l'une des revendications 2 à 5, en particulier lorsqu'il s'agit de la réaliser sur un sol meuble de faible résistance au cisaillement, caractérisée en ce qu'au moins un clou de sol (4) relié à la portion de tête d'un pieu de support (1) est ancré dans le sol se trouvant sous le remblai (A), et offre de ce fait une fixation et une protection contre la compression latérale dé la portion de tête du pieu de support, en plus de l'assemblage possible par goujons des surfaces de séparation. 7. Construction de soutènement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments d'accouplement par concordance de forme, comportent des saillies frontales (14) et des évidements (15) correspondants pratiqués dans les éléments préfabriqués (9) qui, en coupe horizontale ont une forme trapézoïdale. 8. Construction de soutènement selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que les pieux de mur (7) sont pourvus d'un filetage sur leurs portions terminales tournées vers les pieux de support (1) et en ce que les appuis (11) sont vissés sur les pieux de mur (7) pour servir d'écrous d'ajustage, 9. Construction de soutènement selon les revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les pieux de support (1) sont assemblés aux pieux de mur (7) par des manchons à vis (5), qui sont vissés sur la tête du pieu de support et sur le pied du pieu de mur concernés. 10. Construction de soutènement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les pieux de soutènement (1) de segments de mur voisins (I, II, III...) pénètrent jusqu'à des profondeurs différentes, suivant la portante du sol.