Brevet FR2635550A1 — publié le 19900223

La présente invention concerne un procede de surelevation d'immeubles en renforçant d'abord la partie existante de la superstructure par des noyaux metalliques (6) introduits dans des trous verticaux (1) fores dans des points adequats des murs. Actuellement, dans les grandes villes, on ne trouve pratiquement plus de terrains a construire. Ceci oblige à demolir complètement des immeubles existants pour reconstruire à leur place, meme s'ils sont de bonne qualite. Cette demolition prend un temps important auquel s'ajoute le temps de la reconstruction des immeubles demolis, plus le temps de construire les étages supplementaires. t Generalement, la duree d1un tel chantier est de l'ordre de 18 a 24 moins. Pendant ce temps, les anciens locataires sont loges ailleurs aux frais du promoteur ou alors celui-ci a dû leur acheter d'autres logements - ce qui implique un investissement prealable considerable. C'est une des raisons pour laquelle les proprietaires de logements dans des immeubles qui meriteraient d'être sureleves sont reticents devant ce genre d'operation. Et pourtant l'espace de leur immeuble à remplir par une surelevation serait un manque à gagner injustifiable si l'on disposait d'un procede de surelevation sans demolition. Mais le renforcement actuel des immeubles à surelever par des poteaux supplementaires metalliques (enrobes dans du beton pour des raisons de resistance au feu ou des raisons d'esthétique) ou par des poteaux en béton arme oblige a l'evacuation des locataires pendant une période presque aussi longue que celle de la construction d'un immeuble neuf plus la refection du second-oeuvre comme peintures, revêtements du sol, plafonds, quelquefois meme plomberie, portes, etc. De plus, ces poteaux supplementaires de sections d'environ 20 x 20 ou 40 x 40 cm restreignent souvent l'utilisation des pièces. Pour eviter tous ces inconvénients, la solution du brevet est d'utiliser la technique des forages en pratiquant des trous verticaux (1) dans les murs pour y implanter des barres métalliques épaisses (6) qui ont comte rôle de "descendre" les charges des niveaux de la surélévation directement aux fondations sans interesser les etages existants, ni au point de vue resistance, ni au point de vue temps d'immobilisEtion, ni meme de destruction du seconds oeuvre, nu modification des surfaces habitables, deplacement de longue durée des habitants, etc. Pratiquement on fore des trous (1), de preference dans les croisements des murs, qu'il s'agisse de façades, de pignons ou de refends, murs qui ont une epaisseur au moins de vingt centimètres, surtout pour les anciens bâtiments, du sommet jusqu'aux fondations, d'un diamètre "d" (2) de l'ordre de 10 à 12 cm ou plus suivant les necessires. Ce forage s'effectue grâce aux techniques de l'extraction pétrolifère ou du carottage des roches dures avec des carottiers aux couronnes de diamant ou en acier au tungstène, etc. ou meme des tarières creuses Ces carottiers (3) ont une longueur actuelle de 3,00 m, ce qui permet de forer les murs d'un etage, sans difficulte, grâce à la puissance du moteur (4) qui l'actionnera et qui peut vaincre le frottement du tube carottier contre les parois du trou.Leur vitesse d'avancement est de l'ordre de 2 m/heure. Le percement est precis, sans vibration et sans poussière. On peut considerer qu'il est possible de fabriquer des carottiers d'une plus grande longueur. Le moteur hydraulique ou electrique (4) - activant directement le carrotier - est pose d'une manière rigide par l'intermediaire d'un bâti metallique (5) sur le dernier niveau de l'ancien immeuble. La centrale de force est en dehors du bâtiment. L'operation se repente pour chaque étage du haut vers le bas en utilisant des barres cylindriques de rallonge derrière le tube carrotier comme dans les forages petroliers. Ces rallonges se vissent par leurs extrémités les unes dans les autres sur une longueur suffisante pour assurer leur allignement. - Après le forage de chaque étage, on retire le carottier pour en extraire la carotte respective. Etant donne la longueur de trois mètres du carottier (3), la raideur de celui-ci et des barres creuses de rallonge, on peut contrôler la verticalite du forage. Cette verticalite est verifiee constamment avec des appareils à champ magnetique. - Après le forage complet, on introduit dans ces trous des barres en acier (6) d'un diamètre légèrement inférieur a ceux-ci et se reliant les uns aux autres par vissage dune manière analogue aux rallonges des tubes de forage, precedemment mentionnees, au fur et à mesure de la descente dans les trous. Dans l'interstice, entre barres metalliques et parois des trous, on injecte du mortier de ciment (7) qui a pour but d'empêcher le flambement des barres, dans la hauteur d'un etage, en se rappelant, de la mecanique theorique, que les forces pour s'opposer à ceci sont très faibles. - En ce qui concerne le risque de flambement pour la longueur totale de la barre, la presence de planchers élimine ce danger, constituant des points relativement immobiles dans l'espace. A la rigueur, si ces planchers etaient inconsistants, on pourrait introduire un tirant horizontal (8), à la base d'un refend (9), qui accrocherait la barre verticale. I1 faut remarquer que même ce refend empêcherait le flambage. - En ce qui concerne les fondations, il faudra les examiner pour voir si elles peuvent supporter le nouveau poids, sinon il faudra ouvrir le sol pour ajouter quelques armatures supplémentaires dans les massifs de fondation ou même les y introduire dans des trous forés suivant une direction inclinée afin d'éviter de grandes excavations, augmenter les dimensions des semelles ou injecter du béton dans le sol. - Après ces renforcements, on procède à la construction des étages sup plementaires avec une ossature métallique ou en béton armé portant des murs et des planchers légers. Pour ces derniers, une solution adéquate est celle, bien connue, des planchers-dalles postcontraints (11) qui permet d'obtenir des épaisseurs égales à 1/45e de la portée, donc un poids minimal, et qui seraient coulés par empilage à partir du dernier niveau existant et seraient levés avec des treuils ou vérins (12) le long de poteaux (13), déjà rallongés, basés sur les points renforcés précédemment La toiture ancienne (14) pourrait également être sauvegardée et suréle- vée, au préalable, le long des mêmes poteaux. A titre d'exemple non limitatif, pour un point d'appui portant une superficie de plancher de 5,0 x 6,0 m, on trouve S plancher = 30,00 m2 ; Charge par niveau p = 1 t/m2 : Nombre d'étages n = 3 Poids total P = 3 x 1,0 x 30,00 = 90 # 100 t/point porteur Longueur d'une barre verticale Lo = 2,50 m (entre deux étages) Longueur de flambement, compte tenu de la continuité, Lfl = 0 > 5 s 1,25 m Diamètre choisi de la barre d = 10 cm Section de la barre s = 78,54 cm2 d Son rayon de giration i = d4 = 2,5 cm2 Elancement X = Lfl = 125 cm = 50 i 2,5 Coefficient de majoration # = 1,21 Charge majorée #P = 1,21 x 100 = 121 t Taux de travail # = 121000 kg = 1540,70 kg/cm2 78,54 Pour des charges plus importantes, on peut utiliser des aciers d'une con trainte admissible plus forte, p. ex. # = 2500 kg/cm2. Les avantages de ce procédé de surélévation d'immeubles sont - de surélever sans démolir l'ancienne superstructure ; - d'utiliser la technique, très performante, des forages verticaux de ltex- ploitation des zones pétrolieres ou dans les travaux publics ; - ces forages s'effectuent rapidement sans vibration et sans poussière - le temps d'exécution est court ; - l'exécution sur chantier n' implique pas obligatoirement l'évacuation totale des locataires ni de grands désordres dans les logements ; - le poids de l'ancienne superstructure n'est pas considérablement augmenté ; - les fondations anciennes peuvent être renforcées par des barres en acier introduites également dans des trous pratiqués par forage. REVENDICATIONS 1) Procédé de surélévation d'immeubles par renforcement de l'ancienne superstructure grâce à des barres métalliques verticales (6), de sections adéquates (2), introduites dans des trous verticaux (1) effectués par la technique des forages, du sommet des murs jusqu'aux fondations, dans des endroits statiquement aptes à supporter la nouvelle structure et de préférence dans les croisements des murs. 2) Procédé de surélévation d'immeubles selon la revendication 1 caractérisé en ce que le forage sera fait par des machines de forage (4), (5) avec des carott ier s (3). 3) Procédé de surélévation d'immeubles selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'interstice entre barres verticales et parois des trous est rempli de mortier de ciment (7) qui empêche le flambage local des barres verticales. 4) Procédé de surélévation d'immeubles selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ce renforcement par barres incluses (6) dans les murs profite de la présence des planchers qui confèrent des points quasi immobiles, pour limiter la longueur théorique de flambage, a la hauteur d'un étage (8), (9). 5) Procédé de surélévation d'immeubles selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les fondations peuvent être renforcées également par carottage et inclusion de barres en acier suivant une direction inclinée (10). 6) Procédé de surélévation d'immeubles selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la nowelle superstructure stappuye- ra sur des poteaux montés (13) aux endroits des nouveaux points d'appui réali- sés par. les barres métalliques précitées (6). 7) Procédé de surélévation d'immeubles selon l'une quelconque des revendications precedentes caractérise en ce-.que les nouveaux planchers peuvent être des planchers-lafles post-contraints, de grande portée (11), construits par empilage au sonnet de l'ancien immeuble et levés par des treuils (12) aux niveaux définitifs le long des nouveaux poteaux (13). 8) Procédé de surélévation d'immeubles selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que l'ancienne toiture pourrait être également levée (14) par le même procédé.