Brevet FR2676479A1 — publié le 19921120

La présente invention est relative à un nouveau procédé pour la réalisation de parois minces dans le sol et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que l'on est amené à réaliser dans le sol des parois minces en coulis pour constituer notamment des barrières continues étanches à l'eau. De telles parois peuvent avoir moins d'une dizaine de centimètres d'épaisseur et une hauteur de plus de 10 mètres. Pour les réaliser, il est déjà connu d'utiliser une poutre ou palplanche ayant une section généralement en forme de H qui est enfoncée dans le sol à l'aide d'un vibreur le long du trajet de la paroi que l'on désire réaliser, en même temps que l'on injecte à sa partie inférieure un coulis à base de ciment ou d'un autre produit durcissant pour réaliser la paroi mince à la place de la poutre et au voisinage de celle-ci L'injection peut également être effectuée lors de la remontée de la poutre Selon ce procédé connu, le coulis est injecté à une pression peu élevée, par exemple de quelques dizaines de kilos par cm, qui est suffisante pour maintenir le terrain et constituer la paroi mince. Ce procédé présente l'inconvénient d'être relativement long à mettre en oeuvre du fait qu'il est nécessaire de battre ou de vibrer la poutre en de nombreuses positions successives qui se recoupent, de telle sorte qu'à chaque battage on réalise une largeur de paroi qui est sensiblement inférieure à la largeur de la poutre De surcroît, la paroi peut présenter une étanchéité défectueuse lorsqu'il subsiste des poches de terrain dans la cavité qui doit être remplie de coulis pour réaliser la paroi. On connaît également un autre procédé pour réaliser des parois minces qui consiste à enfoncer de place en place le long du trajet que doit occuper la paroi mince, un pieu qui est muni à sa partie inférieure de buses par lesquelles on projette du coulis de ciment à très haute pression, par exemple à quelques centaines de kilos par cm, de manière à découper dans le terrain par la technique dite de "jetting", une section de paroi mince qui sera remplie par le coulis. Dans cette technique les jets de coulis sous haute pression sont dirigés sensiblement dans le plan de la paroi à réaliser, étant entendu toutefois que les jets envoyés à partir de deux pieux voisins doivent faire entre-eux un léger angle de manière à se recouper de préférence sensiblement à égale distance des deux pieux. -2- Ce procédé connu présente l'inconvénient que si une légère erreur angulaire se produit dans le positionnement des pieux on perd la continuité, c'est-à-dire l'étanchéité de la paroi. La présente invention a pour objet un procédé qui évite les inconvénients des procédés rappelés ci-dessus, et qui permet de réaliser des parois minces d'une manière efficace et économique. La présente invention a pour objet un nouveau procédé pour réaliser des parois minces continues dans le sol du type dans lequel l'on enfonce dans le sol le long du parcours de la paroi à réaliser, une poutre verticale ou palplanche qui comporte à sa partie inférieure un dispositif pour injecter dans le sol avec une pression relativement faible un coulis qui, après solidification, constituera la paroi mince, procédé caractérisé par le fait que l'on envoie à la partie inférieure de la poutre au moins un jet de liquide à très haute pression dirigé sensiblement dans le plan de la paroi à réaliser. Par coulis injecté à pression relativement faible on entend selon l'invention, un coulis qui est injecté par exemple à une pression de quelques dizaines de kilos par cm Au contraire, on entend selon l'invention par liquide envoyé à très haute pression un liquide qui est projeté avec une pression par exemple de quelques centaines de kilos par cm 2. Le liquide qui, selon l'invention, est injecté à très haute pression à la base de la poutre peut être constitué par de l'eau ou tout autre produit fluide tel que par exemple du coulis de ciment ou d'un autre produit durcissant destiné à réaliser la paroi. Conformément à l'invention, le jet de liquide a très haute pression est de préférence dirigé sensiblement horizontalement vers l'amont, c'est-à-dire en direction de la partie de la paroi qui reste à réaliser. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, l'envoi du liquide à très haute pression s'effectue en-dessous de l'injection du coulis à pression relativement faible, et à partir d'une buse qui est située à l'arrière de la poutre, c'est-à-dire au voisinage de la partie de la paroi qui a déjà été réalisée. Le jet de liquide à très haute pression utilisé selon l'invention présente des avantages importants par rapport à la technique déjà connue de battage de la poutre par vibro-batteur. Tout d'abord, ce jet à très haute pression évite que sous l'action du battage de la poutre le terrain qui se trouve en-dessous de celle-ci ne reflue dans la partie de la paroi mince qui a déjà été réalisée, ceci en 3 - raison du fait que le jet à très haute pression a tendance à rejeter le terrain dans la direction de la paroi mince qui reste à réaliser. De plus, l'action du jet à très haute pression s'exerce à une distance non négligeable en amont de la poutre, ce qui permet d'augmenter les distances entre les positions successives de battage de la poutre, l'excavation de la paroi mince pouvant même être réalisée entre deux positions de battage uniquement par le jet à très haute pression, de sorte que la distance qui sépare deux battages successifs de la poutre peut être supérieure à la largeur de la poutre, alors que dans la technique connue, elle est inférieure à cette largeur, et le plus souvent comprise entre la moitié et les trois quarts de cette largeur. Enfin, l'utilisation conformément à l'invention du jet de liquide à très haute pression qui désagrège le terrain à la partie inférieure de la poutre facilite largement le battage de cette dernière qui est plus rapide et qui consomme sensiblement moins d'énergie. Conformément à l'invention, il est possible d'utiliser plusieurs jets à très haute pression qui sont envoyés dans le plan de la paroi qui reste à réaliser. Conformément à l'invention, il peut être avantageux d'utiliser également un jet de coulis à très haute pression vers l'aval en direction de la paroi qui a déjà été réalisée, de manière à provoquer un brassage supplémentaire et à détruire toute poche de terrain qui pourrait subsister dans la paroi mince en cours de solidification. La présente invention a également pour objet un appareil pour la réalisation de parois minces continues dans le sol du type comportant une poutre ou palplanche verticale de préférence à section en H, qui est munie à sa partie inférieure d'un dispositif pour injecter du coulis sous une pression relativement faible, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre à sa partie inférieure un dispositif pour envoyer un liquide à très haute pression dans le plan de la paroi mince en cours de réalisation, de préférence en direction de la partie de la paroi qui n'est pas encore exécutée. Selon l'invention, ce dispositif est avantageusement situé en- dessous et en arrière de l'extrémité inférieure de la poutre, de manière à ce que le jet de liquide sous très haute pression soit envoyé en- dessous de la poutre. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'appareil selon l'invention comporte un dispositif d'envoi de liquide à très haute pression, qui est placé à la partie inférieure de la poutre du côté de la partie de la paroi qui n'est pas encore réalisée. -4- Enfin, l'appareil selon l'invention peut comporter un dispositif d'envoi de coulis à très haute pression qui est dirigé vers la partie de la paroi déjà réalisée. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif plusieurs modes de réalisation représentés sur le dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue schématique d'un procédé conventionnel de réalisation de parois minces dans le sol, la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie inférieure d'un premier mode de réalisation de la poutre verticale selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe de la partie inférieure d'un deuxième mode de réalisation de la poutre verticale de l'invention, la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 4, la figure 6 est une vue en coupe de la partie inférieure d'un troisième mode de réalisation de la poutre selon l'invention, la figure 7 est une vue en coupe selon VII-VII de la figure 6, la figure 8 est une vue de la partie inférieure d'un quatrième mode de réalisation de la poutre verticale de l'invention, et la figure 9 est une vue en coupe selon IX-IX de la figure 1. On a schématiquement représenté sur la figure 1 une poutre verticale ou palplanche 1 utilisée pour réaliser selon un procédé traditionnel une paroi mince en coulis de ciment ou d'autres matériaux durcissables. Pour mettre en oeuvre ce procédé connu, la poutre 1 est enfoncée dans le sol à l'aide d'un vibro-batteur 3 suspendu à l'extrémité du mât 4 d'un engin de levage 5. A la partie inférieure de la poutre 1 se trouve un dispositif d'injection 6 schmétiquement représenté qui envoie du coulis sous une pression relativement faible à la base de la poutre qui est en cours de battage. Le coulis ainsi injecté sert à remplir le vide laissé par l'enfoncement de la poutre 1. Pour réaliser la paroi, on procède à des battages successifs de la poutre 1 en la déplaçant vers la droite au plus d'une distance correspondant à sa largeur Dans la pratique, on ne peut déplacer la poutre vers la droite pour un nouveau battage que d'une distance sensiblement inférieure à sa largeur de manière à obtenir un recouvrement des empreintes laissées par la poutre dans le sol. - On a représenté sur les figures 2 et 3 un premier mode de réalisation de la partie inférieure de la poutre selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 3, la poutre 1 présente une section en forme de H comportant une âme 7 réunissant deux ailes 8 et 9 A sa partie inférieure la poutre 1 est renforcée par des surépaisseurs 7 a, 8 a et 9 b permettant de réaliser dans le terrain une empreinte aux dimensions légèrement supérieures à la section courante de la poutre. L'extrémité inférieure de la poutre I comporte également sur sa partie gauche un aileron 10 situé dans le prolongement de l'âme 7 Cet aileron est destiné à s'engager dans la partie de la paroi qui a été réalisée lors du battage précédent du pieu 1. A la manière connue, le pieu 1 comporte à la partie inférieure de son voile 7 un dispositif 6 d'injection de coulis à faible pression endessous du pieu 1 Ce coulis est destiné à remplir la cavité laissée par le pieu après son extraction et également à faciliter l'enfoncement du pieu par battage. Conformément à l'invention, on a disposé à la partie la plus basse du pieu, une buse Il permettant d'envoyer un jet de liquide 12 à très haute pression sensiblement horizontal dans le plan de la paroi mince, c'est-à-dire dans le plan de l'âme 7 de la poutre 1. Selon ce premier mode de réalisation de l'invention, la buse Il est disposée en-dessous du dispositif d'injection 6 en étant placée à l'extrémité inférieure de la partie 9 a de la poutre 1. Le liquide projeté sous très forte pression en 12 provoque un découpage du terrain en-dessous de la poutre 1 et sur la droite au-delà de cette poutre dans le plan de la paroi qui doit être réalisée. Le liquide à très haute pression est amené par une tubulure 14 disposée le long de l'aile 9, tandis que le coulis, amené sous une pression relativement faible en 6, est conduit par la tubulure 15 qui est disposée le long de l'âme. La mise en oeuvre, conformément à l'invention, de l'envoi de liquide sous très haute pression à la partie inférieure de la poutre I présente l'avantage multiple de repousser le terrain qui se désagrège sous la poutre 1 en l'empêchant de s'engager vers la gauche dans la partie de la paroi qui a déjà été réalisée, de faciliter l'enfoncement de la poutre 1, ce qui permet de travailler plus facilement et d'économiser de l'énergie, et de réaliser une cavité plane en amont de la poutre 1, c'est-à-dire sur la droite comme vu sur la figure 2, cavité qui sert au moulage de la paroi plane. 6 - C'est ainsi que, grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire que, lors de deux battages successifs de la poutre 1, les empreintes se superposent Au contraire, il est possible d'effectuer des battages successifs de la poutre 1 en les espaçant d'une distance qui est supérieure à la largeur de la poutre 1, la cavité destinée à recevoir la paroi mince entre deux empreintes successives de la poutre 1 étant réalisée par le jet 12 a à haute pression. Conformément à l'invention, ce jet à très haute pression peut être constitué par de l'eau lorsque l'on désire uniquement obtenir un effet mécanique de désagrégation du terrain. Dans une variante, on peut utiliser un coulis qui contribue à la constitution de la paroi mince. Le deuxième mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur les figures 4 et 5 se distingue du mode de réalisation des figures 2 et 3 par le fait que la buse d'envoi de liquide à très haute pression est située sur la partie droite 8 a de l'extrémité inférieure de la poutre 1, de telle sorte que la buse lia projette un jet de liquide 12 a à très haute pression uniquement en amont de la poutre 1, c'est-à-dire dans la partie du terrain qui n'a pas encore été travaillée par l'enfoncement de la poutre 1. On conçoit dans ces conditions que, tandis que l'on procède au battage de la poutre 1 en injectant du coulis en-dessous de la poutre, comme cela est connu de manière traditionnelle, on procède également par projection de liquide à très haute pression selon le jet 12 a à un découpage vertical du terrain qui se trouve en amont de la poutre 1, ce qui permet de couler dans la fente qui résulte de ce découpage la paroi mince qui se trouve sur la droite, soit par le fait que le liquide projeté sous très haute pression est du coulis durcissable, soit en procédant au remplissage de cet espace par le coulis envoyé en 6 avec un volume et une pression suffisante pour occuper l'espace réalisé par le jet d'eau 12 a, soit encore en remplissant cet espace lors du battage ultérieur de la poutre 1 qui, comme cela est expliqué précédemment, peut être réalisé à une certaine distance de l'empreinte précédente de cette même poutre. Dans une variante on peut enfoncer successivement la poutre ou palplanche à des distances plus grandes que la largeur de la poutre tandis que durant l'enfoncement on projette un jet de coulis à très haute pression sous la poutre pour faciliter son enfoncement, alors que lors de la remontée de la poutre on projette un jet de coulis sous très hautre pression dans le plan médian de la paroi de part et d'autre de la poutre pour relier entre elles les empreintes successives de la poutre dans le sol. 7 2676479 Le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7 se distingue du premier mode de réalisation selon les figures 2 et 3, par le fait que l'on a disposé sur le c 8 té gauche de la partie inférieure de la poutre, une buse 17 d'envoi de coulis à très haute pression qui projette un jet 18 dans la partie de la paroi mince qui a déjà été réalisée lors de battage précédent, ce qui a l'avantage de supprimer toute poche de terrain qui pourrait subsister dans cette partie de la paroi mince. Le coulis ainsi injecté arrive par le canalisation 19. Le quatrième mode de réalisation selon les figures 8 et 9 comporte deux buses de projection de liquide à très haute pression en direction de la partie de la paroi qui n'est pas encore réalisée, comme représenté sur les figures 2 et 4 et une buse de projection d'un jet de coulis à très haute pression 17 comme représenté sur la figure 6. L'utilisation simultanée de ces trois jets à très haute pression présente les avantages qui ont été précédemment décrits. Comme on le voit, l'invention permet par des moyens simples d'améliorer considérablement la productivité d'un appareil pour la réalisation de parois minces dans le sol tout en augmentant la qualité. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de 1 tinvention. En particulier, il est clair que la configuration de la partie inférieure de la poutre 1 ou palplanche peut être modifiée en fonction des opportunités dans la mesure o l'on conserve le maintien à la partie inférieure de la poutre verticale l'amenée de coulis à une pression relativement faible pour constituer la paroi dans la cavité laissée par le battage de la poutre, et un jet de liquide envoyé à très forte pression dans le plan de la paroi pour découper une cavité et/ou éviter que des poches de terrain ne subsistent dans le volume que doit occuper la paroi mince. -8- REVENDICATIONS 1 Procédé pour réaliser des parois minces continues dans le sol du type dans lequel on enfonce successivement dans le sol, le long du parcours de la paroi réalisée, une poutre verticale ou palplanche qui comporte à sa partie inférieure un dispositif pour injecter dans le sol avec une pression relativement faible un coulis qui après solidification constitue la paroi mince, procédé caractérisé par le fait que l'on envoie à la partie inférieure de la poutre ( 1) au moins un jet ( 12,12 a) de liquide à très haute pression dirigé sensiblement dans le plan de la paroi à réaliser. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le coulis est injecté avec une pression relativement faible de quelques dizaines de kilos par cm 2. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait le liquide est projeté à une très haute pression d'environ quelques centaines de kilos par cm 2. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le liquide à très haute pression est constitué par de l'eau ou par du coulis de ciment ou d'un autre produit durcissant destiné à réaliser la paroi. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le jet de liquide à très haute pression est dirigé en direction de la partie de la paroi qui reste à réaliser. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la projection ( 12) du liquide à très haute pression s'effectue en-dessous de l'injection ( 6) du coulis à pression relativement faible. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on projette un jet de coulis à très haute pression à la partie inférieure de la poutre dans la paroi qui a déjà été réalisée. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le jet à très haute pression est projeté sensiblement horizontalement. 9 Appareil pour réaliser des parois minces dans le sol avec le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, du type comportant une poutre verticale de préférence à section en H qui est munie à sa partie inférieure d'un dispositif pour injecter du coulis sous une pression relativement faible, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre à sa partie inférieure un dispositif ( 11,lla) pour projeter un liquide à très haute pression dans le plan de la paroi mince en cours de réalisation, de préférence en direction de la partie de la paroi qui n'est pas encore executée. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif ( 11) pour projeter un liquide à très haute pression dans le plan de la paroi est disposé en-dessous et en arrière de l'extrémité inférieure de la poutre ( 1), de manière à ce que le jet de liquide à très haute pression ( 12) soit envoyé en-dessous de la poutre. 11 Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de projection (lia) de liquide à très haute pression disposé à la partie inférieure de la poutre ( 1) du côté de la partie de la paroi qui n'est pas encore réalisé. 12 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de projection ( 7) de coulis à très haute pression qui est dirigé vers la partie de la paroi déjà réalisée. 9 -