Brevet FR2677385A1 — publié le 19921211

DISPOSITIF D'INJECTION ET DE CONTROLE DU BETONNAGE DES PIEUX A LA TARIERE CREUSE La présente invention a pour objet un système d'injection du béton dans un forage réalisé à la tarière creuse. Il existe actuellement des moyens d'injecter du béton à l'aide de tubes ou pointes télescopiques et de contrôle de la pression d'injection en tête de la tarière avec asservissement des organes de remontée, mais ces tubes ou pointes sont solidaires de la tarière de forage et, de ce fait, présentent les inconvéninents suivants: les mesures d'asservissement se font en tête de la tarière, c'est à dire avant le raccord tournant de la conduite de béton et, dans ce cas, on ne peut prendre en compte dans les mesures, celles correspondant à la hauteur de béton frais de la colonne; si l'on veut mesurer la pression de béton à la base des tarières, il faut faire passer le signal, d'une partie tournante (la tarière) à une partie fixe (le mât de forage) par joint tournant dont la fiabilité est incompatible avec la précision nécessaire dans les mesures; même si l'asservissement provoque l'arrêt de la remontée de la tarière lors du bétonnage, il n'y a aucun système de compensation de béton pour neutraliser les pertes de béton injecté par des hors- profils accidentels. La présente invention vise à pallier ces défauts et propose un dispositif d'injection et de contrôle du bétonnage des pieux à la tarière creuse, caractérisé en ce qu'il comporte: un tube d'injection central monté de manière indépendante à l'intérieur de l'âme creuse porte- pales de la tarière, avec interposition de bagues de centrage, un piston d'étanchéité solidaire de -l'extrémité inférieure dudit tube d'injection, destiné à centrer ce dernier dans la chambre d'accumulation du béton de la tarière, un capteur de pression du béton à la base de la tarière porté par le piston et directement relié à l'extérieur du forage, et un système d'obturation des pales à la base de la tarière. La descritpion suivante, en regard des dessins annexés, fera mieux comprendre l'invention. Sur ces dessins: la figure 1 représente une demi-coupe verticale et une demi-élévation de la tarière avec son tube d'injection central, indépendant; la figure 2 détaille un système de captage de la pression d'injection; les figures 3 et 4 représentent respectivement, en demi-coupe verticale et demi-élévation, le système de clapet ouvert en position de forage et fermé en position de bétonnage. Sur la figure 1, le tube d'injection 1 est maintenu libre de tout mouvement au centre de l'âme 8 qui porte les pales 7 de la tarière, grâce à des bagues de centrage 9 A l'extrémité du tube se trouve le piston 2 qui permet de centrer le tube30 d'injection dans la chambre 4 d'accumulation du béton et d'obturer celle-ci Un ressort 3 est interposé entre le piston 2 et le fond de la chambre 4 En phase de forage, le piston est appliqué sur le porte-dents 6 qui l'obture Lorsque l'outil atteint la côte désirée, le béton est pompé dans le35 tube central et atteint l'extrémité du piston 2; la pression fait remonter ce dernier en contractant le ressort 3; lorsque le déplacement est suffisant, la tarière est remontée pour laisser le béton mouler le trou de forage. On peut ainsi régler la remontée de la tarière afin que la force exercée par le ressort 3, c'est à dire la pression du béton, se situe dans une plage définie. La figure 2 représente un système de prise de la pression du béton à la base de la tarière. Le tube d'injection 1 est constitué d'un premier disque 21 muni d'un passage d'huile 15, et d'un deuxième piston 22 qui coulisse librement sur le tube central 1 Ce dernier porte une butée 16 pour éviter le déboîtement du disque 22 En phase de forage, les deux disques sont en contact et le tube 1 obturé par le porte-dents 6 En fin de forage et avant le bétonnage, un volume d'huile est envoyé par une canalisation 17 dans l'espace annulaire 14 qui décolle les deux disques Le bétonnage peut commencer car la pression du béton s'applique15 sur le disque 22 qui comprime l'huile de l'espace 14 La pression correspondante remonte directement vers l'extérieur du forage par la canalistion 17 qui peut être attachée au tube d'injection central 1 puisque celui-ci ne subit aucun mouvement de rotation.20 Les figures 3 et 4 représentent le système d'obturation de la base de la tarière à l'aide de clapets. Sur la figure 3 qui correspond à la phase de forage, le clapet, constitué d'une tole 41 épousant la forme des pales 7, est porté par une charnière 42 Ce clapet porte de l'autre25 côté de la charnière, un ergot 43 situé à l'intérieur de la chambre 4 Lorsque le piston ( 21, 22) est appliqué à la base de la tarière, c'est à dire pendant la phase de forage, il bloque l'ergot 43 pour que le clapet 41 se maintienne en position ouverte.30 Par contre, sur la figure 4 qui correspond à la phase d'injection du béton dans le trou de forage, le piston ( 21, 22) ayant été relevé, dégage l'ergot 43 et le clapet 41 s'abaisse en position horizontale pour obturer le passage entre deux pales consécutives 71 et 72. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif d'injection et de contrôle du bétonnage des pieux à la tarière creuse, caractérisé en ce qu'il comporte: un tube d'injection central ( 1) monté -de manière indépendante à l'intérieur de l'âme creuse ( 8) porte- pales de la tarière, avec interposition de bagues de centrage ( 9), un piston d'étanchéité ( 2) solidaire de l'extrémité inférieure dudit tube d'injection ( 1), destiné à centrer ce dernier dans la chambre d'accumulation ( 4) du béton de la tarière, un capteur ( 22) de pression du béton à la base de la tarière porté par le piston ( 2) et directement relié à l'extérieur du forage, et un système ( 41 à 43) d'obturation des pales ( 7) à la base de la tarière. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston est constitué d'un disque ( 21) solidaire du tube d'injection central ( 1) et ledit capteur est constitué d'un disque ( 22) monté coulissant sur le tube d'injection ( 1),20 les deux disques ( 21,22) étant équipés de joints d'étanchéité et délimitant entre eux un espace annulaire ( 14) susceptible d'être rempli d'huile à l'aide d'un conduit ( 15,17), la face inférieure du second disque ( 22) recevant la pression du béton injecté par la tarière.25 3 Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système d'obturation est constitué d'un clapet ( 41) d'obturation de la base de la tarière, monté mobile sur un axe ( 42) portant un ergot ( 43) de blocage du clapet en position d'ouverture, ledit ergot étant maintenu par le piston30 ( 2) et libéré lorsque ce dernier remonte pour le bétonnage et placé en position de fermeture lors du bétonnage. 4 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un ressort ( 3) est interposé entre le piston ( 2,2,) et l'âme creuse ( 8) de la tarière, ledit ressort35 étant comprimé lors de la remontée du piston dans la chambre d'accumulation ( 4). Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit espace annulaire ( 14) est relié à l'extérieur du forage par un passage ( 15) ménagé dans le disque ( 21) solidaire du tube d'injection ( 1) et une canalisation ( 17) disposée dans l'intervalle entre l'âme creuse ( 8) de la tarière et ledit tube ( 1) et solidaire de ce dernier.