Brevet FR2670815A1 — publié le 19920626

PROCEDE ET DISPOSITIF DE BLINDAGE DE PAROIS L'invention concerne un procédé de blindage de parois destiné à éviter les éboulements de fouille en terrain instable. Elle s'détend à un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Il existe, à l'heure actuelle, de nombreuses techniques de blindage des parois de fouilles telles que parois moulées, parois berlinoises, parois hurpinoises, etc... Ces techniques consistent, soit à couler dans le sol un mur en béton armé par forage d'une tranchée, soit à disposer des profilés verticaux ou inclinés par forage ou battage. Le principal inconvénient de ces procédés réside dans le fait qu'ils s'avèrent onéreux. En effet, ils sont mis en oeuvre avant la construction des éléments constitutifs des ouvrages et nécessitent l'usage d'un matériel conséquent. La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de fournir un procédé de blindage dont la mise en oeuvre est notablement moins onéreuse par rapport aux autres procédés connus. A cet effet, l'invention vise un procédé de blindage de parois se caractérisant en ce qu'il consiste - à construire sur le sol un élément de réaction s'étendant en limite intérieure de la zone de fouille, - à fixer sur cet élément de réaction des portiques de fonçage comportant des organes d'accrochage aptes à assurer le maintien d'un profilé disposé verticalement, et des moyens de déplacement vertical desdits organes d'accrochage, - puis, par bandes successives correspondant sensiblement à l'espacement entre deux portiques de fonçage a à terrasser, sous l'élément de réaction, une hauteur de paroi compatible avec la nature du sol, à disposer contre cette paroi, des sabots de glissement s'étendant à l'aplomb des profilés, a à soliaarfSer un profilé sur un portique de fonçage et à amener ce dernier à descendre le long des sabots de glissement, à effectuer la même opération au moyen du portique de fonçage voisin de celui précité, et à construire, entre les deux profilés foncés, une paroi de blindage solidaire desdits profilés. En premier lieu, un tel procédé nécessite un matériel de conception simple permettant la réalisation de blindages de fouilles avec des prix de revient inférieurs à ceux des techniques connues. il permet de plus, de construire directement une paroi de blindage constituant l'ossature verticale du sous-sol d'un bâtiment. En outre, ce procédé utilisant les réactions du sol et de l'élément de réaction, plus la surface des parois s'accroît, plus il est possible d'augmenter la capacité de fonçage, car initialement, l'élément de réaction est rendu solidaire de la paroi de blindage. Par ailleurs, un tel procédé permet de totalement martyriser l'avancement de la fouille. En effet, le terrassement peut être interrompu à tout moment si il s'avère que des risques d'éboulement sont à craindre, et la paroi de blindage immédiatement construite sur la hauteur terrassée. Pour un terrain très instable, on peut, en outre, enfoncer les profilés au fur et à mesure du terrassement en vue d'éviter les risques d'éboulement. Dans ce cas, les sabots de glissement sont alors disposés les uns sous les autres au fur et à mesure de l'enfoncement de ces profilés. Il est à noter, par ailleurs, le rôle primordial des sabots de glissement qui, d'une part, permettent de réduire l'effort de frottement généré par le fonçage des profilés, et, d'autre part, guident ces profilés de façon à éviter qu'ils pénètrent dans la paroi de la fouille sous l'effet de l'effort de basculement que leur imprime l'élément de réaction. Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, l'on construit un élément de réaction constituant la portion périphérique du plancher définitif du bâtiment. L'originalité de ce mode de mise en oeuvre réside dans le fait que l'on utilise l'infrastructure de l'ouvrage pour effectuer le blindage de la fouille, en prenant appui sur des éléments de cette infrastructure judicieusement choisis. Ce blindage ne nécessite donc aucun ouvrage provisoire, ce qui en réduit notablement le coût. Par ailleurs, afin de faciliter le glissement des profilés, on utilise préférentiellement deux types de sabots de glissement comportant respectivement une surface de glissement en un même matériau que celui des profilés de fonçage, et une surface de glissement revêtue d'un matériau présentant un faible coefficient de frottement. Selon le procédé conforme à l'invention et en fonction du profil conféré aux sabots de glissement, il est, en outre, possible de mettre en oeuvre des types de blindage de natures diverses, tels que panneaux métalliques, madriers en bois, plaque de béton, etc... Toutefois, selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, on réalise la paroi de blindage en disposant des armatures entre deux profilés, en fixant ces armatures sur les sabots de glissement, et en projetant du béton ou en coulant ce dernier dans un coffrage. En outre, afin d'éviter l'adhérence du béton sur les profilés de fonçage, lorsque ceux-ci doivent être à nouveau foncés après réalisation d'une hauteur de paroi de blindage, on habille avantageusement ces profilés d'une gaine de protection avant la projection ou le coulage du béton. L'invention s'étend aux portiques de fonçage de mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, ces portiques se caractérisant en ce qu'ils comprennent - une embase apte à être fixée sur un élément plan, - un montant vertical s'étendant orthogonalement par rapport à l'embase et articulé sur celleci, - une jambe inclinée de longueur règlable, reliant lesdites embase et montant et articulée sur ceux-ci, - et un vérin agencé orthogonalement par rapport à embase, doté d'une tige portant une entretoise montée coulissante le long du montant comportant des moyens d'accrochage d'un profilé. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins, qui font partie intégrante de la présente description - la figure 1 est une coupe longitudinale par un plan vertical h d'un dispositif de blindage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de ce dispositif de blindage, - la figure 3 est une coupe horizontale d'une fouille réalisée conformément à l'invention, avant réalisation de là paroi de blindage, - la figure 4 est une coupe transversale à'un premier type de sabot de glissement, - la figure 5 est une coupe transversale d'un deuxième type de sabot de glissement, - et la figure 6 est une coupe par le plan vertical A, de ce dispositif de blindage, sur laquelle sont représentées les forces en jeu lors du fonçage d'un profilé. Le dispositif de blindage selon l'invention est représenté positionné sur une largeur de dalle 1 en béton armé destinée à constituer le plancher du rez-de-chaussee de l'ouvrage, et qui, soit est butonnée, soit forme une ceinture périphérique. En outre, sous cette dalle 1, le sol est terrassé sur une hauteur compatible avec la nature du sol. Ce dispositif de blindage comprend, en premier lieu, des portiques de fonçage 2 aptes à être fixés sur la dalle 1 par tout moyen connu en soi, de façon à s'étendre orthogonalement par rapport à la paroi de fouille. Ces portiques de fonçage 2 comprennent une embase 3 destinée à reposer et à etre fixée sur la dalle 1, et constituée de deux profilés 4 parallèles espacés, reliés vers une de leurs extrémités par une traverse 5. Ils comprennent, en outre, un montant vertical 6 constitué d'un profilé carré dont l'extrémité inférieure est logée entre les profilés 4 de embase 3 et articulée par rapport à ces derniers. L'extrémité supérieure de ce montant 6 est en outre reliée à la traverse 5 de l'embase 3 par l'intermédiaire d'une jambe inclinée 7, adaptée pour permettre le règlage de l'inclinaison dudit montant par rapport à ladite embase. A cet effet, cette jambe 7 est constituée de deux tubes 7a, 7b articulés au niveau d'une de leurs extrémités respectivement sur le montant 6 et la traverse 5, et vissés avec un pas inverse, au niveau de leurs autres extrémités sur une tige filetée 8. Les portiques de guidage 2 comportent, par ailleurs, un vérin hydraulique 9 agencé verticalement, dont le corps est articulé entre les profilés 4 de l'embase 3 et dont la tige porte une entretoise 10 adaptée pour coulisser le long du montant 6 lors de l'actionnement dudit vérin. Cette entretoise 10 présente une forme parallélépipédique rectangle et est divisée intérieurement en deux compartiments par un axe transversal 11 sur lequel est articulée la tige du vérin 9. Un compartiment 10a formant glissière disposé de façon à coulisser le long du montant vertical 6 et un compartiment 1Cb destiné à loger le profilé de fonçage 12 et dans lequel ce dernier est bloqué par tout moyen connu en soi. Ces moyens de blocage sont en l'exemple constitués d'un boulon 13 traversant des orifices percés en regard dans les parois de l'entretoise 10, l'âme du profilé 12 étant percé à intervalles réguliers d'orifices 14 ménagés de façon à venir en regard desdits orifices. Les portiques de fonçage 2 comportent enfin un galet 15 horizontal s'étendant entre les profilés 4 de l'embase 3 à l'aplomb du compartiment 10b de l'entretoise 10 logeant le profilé de fonçage 12, et destiné à guider ledit profilé en pied de portique lors de son glissement. Ce galet 15 est porté par un axe doté d'extrémités rétractiles venant se loger dans des lumières 16 ménagées en regard dan les profilés 4 de l'embrase 3 et permettant de règler sa position en fonction des dimensions du profilé de fonçage. Le dispositif de blindage comporte, par ailleurs, des sabots de glissement 17, 18 destinés à être positionnés contre la paroi de la fouille en vue de réduire l'angle de frottement généré par le fonçage du profilé 12. Ces sabots de glissement 17, 18 présentent transversalement la forme d'un "U" dont l'âme sert de surface de glissement, de part et d'autre duquel s'étendent deux ailes planes 17a, 18b parallèles à ladite surface de glissement. Tel que représenté aux figures 4 et 5, deux types de ces sabots de glissement sont utilisés, se différenciant par la profondeur du "U". Le premier type 17 est adapté pour que le profilé vienne glisser directement sur la surface de glissement. Le deuxième type 18, plus profond, comporte un patin de glissement 19, en un matériau tel que du téflon, fixé sur l'âme du "U" et le long duquel glisse le profilé de fonçage 12. Les opérations de blindage au moyen du dispositif décrit ci-dessus, sont réalisées de la manière suivante - en premier lieu, on établit à même le sol, une portion du plancher en béton armé définitif 1 formant raidisseur périphérique, en prévoyant latéralement et à distance les unes des autres des réservations 20 pour le passage des profilés de fonçage 12. L'entraxe entre ces réservations 20 est calculé en fonction de la nature du terrain et de l'élément de réaction utilisé. - des fers de liaison 21 avec le mur de blindage, présentant la forme d'un "L" sont, en outre, prévus en attente latéralement le long de cette bande de plancher. - on terrasse ensuite, sous ce plancher 1, une hauteur de fouille compatible avec la nature du sol. Ce terrassement est, en outre, réalisé de façon à ménager, à l'aplomb des fers en attente 21, un espace entre la face latérale du plancher 1 et la paroi verticale de fouille. - Parallèlement, les portiques de fonçage 2 sont fixés sur la bande de plancher 1 au droit des réservations 20 ménagées dans ce dernier, et les sabots de glissement 17, 18 disposés le long de la paroi de fouille. - on fixe ensuite un profilé de fonçage 12 dans l'entretoise 10 d'un portique de fonçage 2 et on amène ce dernier à glisser le long des sabots de glissement 17, 18 par rétraction du vérin 9. Une fois le vérin 9 rétracté, le profilé 12 est libéré, puis le vérin à nouveau déployé et le profilé resolidarisé au droit d'un orifice 14 supérieur. Tel que représenté à la figure 3, une fois deux profilés de fonçage 12 voisins mis en place, ces derniers sont entourés d'une gaine de protection 22, puis une nappe d'armatures horizontales et verticales 23 est mise en place, cette dernière étant soudée sur les ailes 17a, 18a des sabots de glissement 17, 18. Le dernier stade consiste, enfin, en la réalisation du mur de blindage, au moyen soit de béton projeté, soit de béton coulé dans un coffrage, ce mur de blindage se trouvant lié à la bande de plancher 1 par les fers en attente 21. Une fois la première hauteur de fouille ceinturée par le mur de blindage, ces opérations sont répétées pour les niveaux sous-jacents jusqu'au fond de fouille, les profilés de fonçage 12 étant éventuellement rallongés par soudure électrique au fur et à mesure du fonçage. A titre d'illustration, un exemple de calcul de stabilité des forces appliquées lors d'un fonçage d'un profilé 12, conformément à l'invention est décrit ci-dessous. En se référant à la figure 6, les forces en jeu sont les suivantes F1 la réaction horizontale du portique 2, F2 la poussée du vérin 9, F3 la réaction horizontale du galet de guidage 15 du profilé 12 sur la dalle 1, F4 le poids de la dalle 1 appliqué au centre de gravite, F5 la résultante horizontale des poussées sur le profilé 12, F6 la valeur verticale du frottement mobilisé par le profilé 12, soit a la distance F1 F3 b la distance F3 F5 c la distance F2 F6 d la distance F2 F4 L'équilibre des forces s'écrit Forces horizontales :F1 . a + F5 . b = 0 F1 + F3 + F5 = 0 Forces verticales : F6 . c + F4 . d = 0 F2 + F4 + F6 = avec F5 - 1 Kp # # # h # 1 2 Pour une tranche de sol de 2 m de large, d'une hauteur de fouille de 2 m, dans un terrain ayant une densité # = 1,8 T/m3 avec une poussée Kp = 0,3, nous avons F5 = 1 . 0,3 . 1,8 . 4 . 2 = 1,24 T 2 de même : a = 1,50 m b = 2 x 2 = 1,33 m 3 d'où F1 = 1,24 x 1,33 = 1,10 T 1,50 et F3 = 2,34 T F6 = K F5 avec : K = 0,7 coefficient de frottement acier/acier F6 = 0,87 T avec : c = 0,40 m d = 0,60 m F = 0,87 x 0,40 = 0,58 T 0,60 F2 = 0,58 + 0,87 = 1,45 T Or, F2 ne peut mobiliser que la valeur F4. L'équilibre complémentaire est trouvé par la force F6 générée par la mobilisation de l'angle ae frottement paroi/sol, en considérant que le fonçage des éléments se fait les uns à la suite des autres. La neutralisation de F3 est obtenue par la réaction de la dalle en béton armé qui est soit butonnée, soit en forme d'anneau périphérique. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de blindage de parois destiné à éviter des éboulements de fouille caractérisé en ce qu'il consiste - à construire sur le sol un élément de réaction (1) s'étendant en limite intérieure de la zone de fouille, - à fixer sur cet élément de réaction (1) des portiques de fonçage (2) comportant des organes d'accrochage (10,13) aptes à assurer le maintien d'un profilé (12) disposé verticalement, et des moyens (9) de déplacement vertical desdits organes d'accrochage, - puis, par bandes successives correspondant sensiblement à l'espacement entre deux portiques ae fonçage (2) à terrasser, sous l'élément de réaction (1), une hauteur de paroi compatible avec la nature du sol, à disposer contre cette paroi, des sabots de glissement (17, 18) s'étendant à l'aplomb des profilés (12), à solidariser un profilé (12) sur un portique de fonçage (2) et à amener ce dernier à descendre le long des sabots de glissement (17, 18), à effectuer la meme opération au moyen d'un portique de fonçage (2) voisin de celui précité, et à construire, entre les deux profilés (12) foncés, une paroi de blindage solidaire desaits profilés. 2/ - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on construit un élément de réaction (1) constituant la portion périphérique du plancher définitif d'un bâtiment. 3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on dispose les sabots de glissement (17, 18) les uns au-dessous des autres au fur et à mesure que l'on enfonce les profilés (12), et en ce qu'on fonce ce dernier au fur et à mesure du terrassement. - - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on utilise deux types de sabots de glissement (17, 18) comportant respectivement une surface de glissement en un même matériau que celui des profilés de fonçage (12), et une surface de glissement revêtue d'un matériau (19) présentant un faible coefficient de frottement. 5/ - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on réalise la paroi de blindage en disposant des nappes d'armatures (23) entre deux profilés (12), en fixant ces armatures (23) sur les sabots de glissement (17, 18), et en projetant du béton ou en coulant ce dernier dans un coffrage. 6/ - Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que préalablement à la projection ou au coulage du béton, on habille le profilé de fonçage (12) d'une gaine de protection (22). 7/ - Portique de fonçage pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comprend - une embase (3) apte à être fixée sur un élément plan (1), - un montant vertical (6) s'étendant orthogonalement par rapport à l'embase et articulé sur celleci, - une jambe (7) inclinée de longueur règlable, reliant lesdites embase et montant et articulée sur ceux-ci, - et un vérin (9) agencé orthogonalement par rapport à l'embase (3), doté d'une tige portant une entretoise (10) montée coulissante le long du montant (16) et comportant des moyens d'accrochage (10b, 13) d'un profilé (12). 8/ - Portique de fonçage selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend un galet de guidage (15) disposé au niveau de l'embase (3) et agencé pour servir d'appui à un profilé (12) lors de lractionnement du vérin (9).