Brevet FR2680531A1 — publié le 19930226

La presente invention concerne la préfabrication de murs de soutènement réalisés en deux éléments : la paroi verticale ou mur d'une part et le cadre-semelle d'autre part. Une partie de la semelle est coulée sur chantier. Des murs de soutènement préfabriqués existent, mais ils sont monoblocs : mur et semelle forment un ensemble. Ces murs de soutènement préfabriqués sont lourds, mais surtout très encombrants au transport. En effet, la largeur de la semelle étant de l'ordre de la moitié de la hauteur du mur, ce sont de véritables formes en T qu'il faut transporter en se pliant aux exigences du gabarit routier (largeur : 2,50 m et hauteur). Ces deux inconvénients, poids et encombrement, limitent beaucoup l'utilisation de tels murs de soutènement préfabriqués. La présente invention permet plus de souplesse. Le fait de dissocier mur et semelle fractionne aussi le poids de l'ensemble, ce qui permet d'utiliser des moyens de levage moins importants ou de réaliser des murs de plus grande hauteur. Le transport se fait simplement par empilage, à plat, de plaques de béton armé de largeur inférieure ou égale à 2,50 m et de longueur variable. L'élément semelle est constitué par un cadre en béton armé qui présente beaucoup d'avantages - Poids réduit. - I1 permet de positionner facilement sur chantier les armatures basses et hautes de la semelle constituées de panneaux de treillis soudés. - Pose facile du mur prenant appui sur le cadre-semelle qui assure la stabilité de l'ensemble grâce à un étayage pratique. - I1 sert de coffrage périphérique à la semelle coulée en oeuvre. L'intérêt des murs de soutènement préfabriqués est avant tout d'éviter le coffrage sur chantier. Ce qui est le cas de la presente invention. Réaliser une partie de la semelle sur chantier est une opération très simple : ferraillage rapide et coulage ne nécessitant aucun coffrage. Le mur et le cadre-semelle sont préfabriqués horizontalement sur des tables coffrantes courantes permettant de réaliser des largeurs de 2,50 m. Le mur peut avoir un profil d'épaisseur constante ou mieux un profil d'épaisseur variable. Par exemple, 10 cm d'épaisseur minimum en haut du mur et une variation d'épaisseur de l'ordre de 5 cm/m. Les profils d'épaisseur variable sont plus intéressants car ils permettent d'une part l'allègement du mur et d'autre part ils adaptent mieux les efforts de flexion aux inerties. Le mur est armé d'un panneau de treillis soudés dont les fils porteurs ont un espacement e de préférence égal à 10 cm et dont les fils de répartition ont un espacement E de préférence égal à 30 cm. Tous les éléments de treillis soudés employés pour l'armature du mur et de la semelle, auront impérativement un espacement e identique, l'espacement E pouvant éventuellement différer. Ce panneau de treillis soudés armant le mur est complété par un élément comportant des barres coudées régulièrement espacées de e et soudées à des barres transversales faisant répartition et assurant la liaison. Les barres coudées vont s'insérer au milieu des fils porteurs du panneau de treillis soudés pour assurer l'ancrage du mur dans la semelle et avec les fils porteurs du treillis soudé. résister aux efforts de flexion. Le mur va comporter un certain nombre de trous légèrement coniques et régulièrement répartis servant d'une part de barbacanes et d'autre part permettant la fixation des dispositifs de liaison des étais et des élingues de levage. Le ferraillage très serré de la base du mur ne permet pas l'incorporation de barbacanes, aussi l'eau sera collectée par un drain horizontal reposant sur la semelle à l'arrière du mur. Cependant les angles inférieurs du mur seront légèrement biseautés pour permettre une petite évacuation de l'eau au droit des joints. Le mur est coulé à plat sur la table coffrante, les armatures positionnées vers le bas avec les calages correspondants aux enrobages. Le chant haut du mur sera coffré avec un fer U, U de 100 mm par exemple. Le coté opposé du coffrage sera fermé par un autre U de hauteur égale à l'épaisseur de la base du mur. Afin de coffrer la base du mur en laissant passer les barres coudées, le coffrage sera réalisé en trois parties de préférence en néoprène. - Une première plaque comportant un chanfrein est mise en place sur toute la largeur de la table, sous l'ensemble des barres coudées. Son épaisseur est égale à l'enrobage des aciers, 3 cm par exemple. - Entre les barres coudées viennent s'intercaler des éléments parallélépipédiques englobant les coudes. Sur ces derniers une autre plaque chanfreinée de toute la largeur du coffrage est mise en place, son arase supérieure règne avec le haut du U. Les joues latérales du mur seront coffrées par des éléments de tôle pliée ayant le profil longitudinal du mur. Ces éléments de tôle pliée, fixés régulièrement aux panneaux rabattables de la table coffrante, comportent à leur partie supérieure un arrondi permettant de former l'angle extérieur du mur et de servir d'appui à une règle vibrante dressant la surface du béton Sur chaque élément de tôles pliées est soudée une cornière qui va coffrer une encoche triangulaire sur les joues du mur.à par exemple 5 cm de la face arrière. Le joint entre deux murs va être de l'ordre de 15 à 20 mm de largeur. Grâce à la forme des joues on pourra traiter l'étanchéité entre deux éléments de mur de manière plus ou moins importante suivant le degré d'étanchéité que l'on veut donner au joint. Le cadre semelle est un cadre en béton armé d'épaisseur constante, par exemple 20 cm. Il comporte deux éléments trapézoïdaux reliés par deux éléments rectangulaires. L'élément trapézoïdal situé à l'avant de la semelle, a sa face horizontale la plus large, 20 cm par exemple, située vers le haut et sa face la plus étroite vers le bas. L'élément trapézoidal situé à l'arrière de la semelle a un profil identique mais sa face horizontale la plus large est au contraire située vers le bas. Les faces inclinées des éléments trapézoïdaux sont orientées de telle fanon que les efforts appliqués à la semelle plaquent le béton coulé en place sur le béton préfabriqué. Les éléments trapézoïdaux sont ferraillés par des chaînages triangulaires plaqués contre les faces inclinées. Ils comportent aussi des spires d'ancrage en acier, du type ARTBEON par exemple, qui permettront de visser sur les faces verticales les dispositifs d'étaiement du mur sur le cadre-semelle. Les deux éléments rectangulaires sont armés par des ferraillages façonnés à la machine, constitués de deux armatures longitudinales reliées par un fil continu, incliné et soudé au pas de 20 cm, par exemple. Ils comportent aussi des réservations demi-cylindriques espacées de E sur les faces internes en haut et en bas. Ces réservations permettent de loger les extrémités des fils de répartition des treillis soudés. Le coffrage du cadre-semelle est réalisé simplement sur la table coffrante Les faces extérieures des éléments rectangulaires sont coffrées par les panneaux rabattables de la table coffrante. Deux fers U de hauteur égale à l'épaisseur du cadre-semelle coffrent les parois extérieures des éléments trapézoïdaux. Sur ces deux U seront mis en place des dispositifs permettant d'inclure au coulage les spires d'ancrage du type ARTHEON, par exemple. Les faces intérieures du cadre-semelle sont coffrées par des éléments de coffrage de section triangulaire, de largeur égale à E et de même hauteur que le cadre-semelle. Ces éléments de coffrage sont mis côte à côte, bases alternativement disposées vers le bas et vers le haut. Ceci permet de dimensionner la largeur de la semelle en rajoutant plus ou moins d'éléments de coffrage. Si, par exemple, 20 cm et 5 cm sont respectivement les deux largeurs des éléments trapézoïdaux, la largeur de la semelle, dimensionnées également par le calcul, sera égale à ( (n - 1) * E ) + 25 cm, (n étant le nombre d'éléments de coffrage utilisés). Nous pouvons ainsi obtenir des largeurs de semelles égales ,par exemple, à 55, 85, 115, 145, 175, 205, 235, 265 cm. Les extrémités des éléments de coffrage triangulaires comportent des tenons demi-cylindriques, convenablement implantés qui permettent de réserver dans les éléments rectangulaires du cadre-semelle les encoches destinées à permettre le logement des extrémités des fils de répartition des panneaux de treillis soudés. La mise en oeuvre de ces murs préfabriqués est la suivante: un béton de propreté est coulé sur place, avec éventuellement des redans au droit des joints. Quatre élingues de levage venant s'ancrer dans les spires d'ancrage du type ARTHEON, on met en place à la grue les cadressemelle sur le béton de propreté. Le ferraillage bas de la semelle, constitué d'un simple panneau de treillis soudés est mis en oeuvre avec les dispositifs habituels de calage. De même le ferraillage haut, constitué également d'un panneau de treillis soudés, est mis en place de la même manière en position haute. Des élingues de levage des murs viennent se fixer sur deux trous réservés du haut des murs (trous des barbacanes). Les éléments de mur sont ensuite amenés à la grue, les barres coudées s'insérant entre les fils porteurs et de répartition du panneau de treillis soudés supérieur. Les éléments de mur, reposant sur les cadres-semelle, sont alors étayés par des étais réglables prenant d'une part appui dans les spires d'ancrage du cadre-semelle et d'autre part dans les trous coniques des barbacanes des murs. Une barre filante est mise ensuite en oeuvre en partie basse et au centre des barres coudées pour améliorer l'ancrage. Le béton mis en oeuvre sur le chantier est alors coulé Lorsque la prise du béton est réalisée, les étais peuvent être enlevés. Un traitement éventuel de l'étanchéité des joints est alors effectué. On peut procéder ensuite au drainage des murs. La résistance des bétons obtenue, on effectue le remblaiement. Les murs de soutènement ainsi constitués peuvent être en alignement droit, mais aussi suivre des courbes et présenter des décrochements en plan. Nous allons examiner successivement les murs en courbe et en décrochement. Les murs en courbe se composent d'éléments tels que ceux précédemment décrits, régulièrement implantés, tangents à la courbure souhaitée et d'éléments de murs fractionnés. Ces derniers, de moins grande largeur, sont fabriqués de la même façon. Leurs chants présentant seulement une inclinaison nécessaire à un bon raccordement entre éléments Les barres coudées également espacées de e vont s'insérer dans un ferraillage rayonnants espacés de e au droit du mur. Ce ferraillage sera composé principalement de cadres. Le coffrage de la semelle étant simplement réalisé par des tôles de même hauteur que la semelle boulonnées dans les spires d'ancrage des cadres-semelle. Les figures 12 & 13 montreront d'une manière plus explicite l'implantation de tels murs. De même la figure 14 est un exemple de murs avec décrochements et raccordements en longueur que nous décrirons plus loin. Les figures 1 & 2 représentent respectivement la coupe verticale et la coupe transversale sur le mur (1) et le cadre semelle (2). Le panneau de treillis soudés (3) est composés de fils porteurs (4) espacés de e et de fils de répartition (5) espacés de E. Les barres coudées (6), s'insérant au milieu des fils porteurs (4), auront leurs propres barres de répartition (7)-, éventuellement soudées pour assurer leur liaison et ancrage. Ces figures montrent un exemple d'implantation des barbacanes (8) ainsi que les angles inférieurs du mur (9) légèrement biseautées. De même les barres coudées (6) viendront s'incorporer au montage du mur entre les aciers porteurs (11) et de répartition (12) du panneau de treillis soudé supérieur (10) de la semelle. Ces figures montrent également, dans la partie correspondant à la semelle, le ferraillage bas constitué d'un panneau de treillis soudés (13) constitué de fils porteurs (14) espacés de e et de fils de répartition (15). Sur ce panneau (13) et les barres coudées (6) se trouvent la barre filante (16) améliorant 1 'ancrage. Le cadre semelle (2) est composé de deux éléments trapézoïdaux (17) et de deux éléments rectangulaires (18). Les éléments trapézoïdaux (17) sont ferraillés par des chaînages triangulaires (19), ils comportent aussi des spires d'ancrage en acier (20). Les éléments rectangulaires (18) sont armés de deux armatures longitudinales (21) reliées par un fil continu, incliné et soudé (22). On peut également voir sur la figure 2 le dispositif d'étaiement du mur (1) sur le cadre-semelle (2) constitué par des étais réglables (23) prenant d'une part appui dans les spires d'ancrage (20) du cadre-semelle et d'autre part dans les trous coniques des barbacanes (8) des murs. La figure 3 représente une vue de dessus du cadre-semelle seul avant mise en place des panneaux de treillis soudés (10) & BR La figure 4 montre le coffrage des faces intérieures du cadre-semelle (2) réalisé par des éléments de coffrage de section triangulaire (25) mis côte à côte, bases alternativement disposées vers le bas et vers le haut. La figure 5 représente la coupe du cadre-semelle (2) sur les extrémités des éléments (25), ce qui permet de montrer les tenons demi cylindriques (26) qui permettent de réserver dans les éléments rectangulaires(18) du cadre-semelle les encoches (24) destinées à permettre le logement des extrémités des fils de répartition (15) & (12) des panneaux de treillis soudés bas (13) et haut (10). La figure 6 montre le ferraillage des éléments rectangulaires (18) du cadre-semelle constitués de deux armatures longitudinales (21) reliées par un fil continu (22), incliné et soudé. La figure 7 représente la coupe sur le coffrage du mur (1). Le mur est coulé à plat sur la table coffrante, les armatures positionnées vers le bas avec les calages correspondants aux enrobages. Les chants haut et bas des murs sont coffrés respectivement par des U (27) & (28). On peut noter sur cette figure les cônes de coffrage (29) des barbacanes (8). Ces cônes peuvent, par exemple, comporter une base de fixation magnétique si la table coffrante est métallique. Le coffrage de la base du mur est représenté à plus grande échelle sur la figure 8. Il sera réalisé en trois parties de préférence en néoprène. - Une première plaque (30) comportant un chanfrein est mise en place sur toute la largeur de la table, sous l'ensemble des barres coudées (6). Son épaisseur est égale a l'enrobage des aciers. - Entre les barres coudées viennent s'intercaler des éléments parallélépipédiques (31) englobant les coudes. Sur ces derniers une autre plaque chanfreinée (32) de toute la largeur du coffrage est mise en place, son arase supérieure règne avec le haut du U (28). La figure 9 représente la coupe transversale de la table coffrante (33) qui comporte des panneaux rabattables (34) La figure 10.représente à plus grande échelle la zone correspondant aux panneaux rabattables (34). On peut voir les éléments de tôles pliées (35) servant de coffrage aux joues latérales du mur. Ces éléments de tôle pliée (35), fixés régulièrement aux panneaux rabattables (34) de la table coffrante (33), comportent a leur partie supérieure un arrondi (36) permettant de former l'angle extérieur du mur et de servir d'appui a une règle vibrante dressant la surface du béton Sur chaque élément de tôles pliées est soudée une cornière (37) qui va coffrer une encoche triangulaire (38) sur les joues du mur. Le profil du joint entre deux éléments de murs est représenté en figure 11, on peut noter les encoches triangulaires (38) ainsi que les arrondis (39) des angles des murs. La figure 12 montre un exemple de murs en courbe réalisés par quatre éléments de mur (1) et de cadres-semelle (2). Les axes de symétrie (40) de ces élements faisant entre eux des angles de 300. Les murs sont raccordés par des éléments de murs fractionnés (41), leurs chants (42) faisant avec la face arrière (43) un angle de 1050, La figure 13 montre un autre exemple de murs en courbe réalisés par trois éléments de mur (1) et de cadres-semelle (2). Les axes de symétrie (40) de ces éléments faisant entre eux des angles de 450. Les murs sont raccordés par des éléments de murs fractionnés (41), leurs chants (42) faisant avec la face arrière (43) un angle de 112.50. Les figures 12 & 13 présentent deux exemples de courbes régulières de rayon minimum, il est bien entendu possible avec de tels murs de suivre n'importe quelle courbure. La figure 14 montre un exemple de murs avec décrochements et raccordements. Analysons cette figure de la gauche vers la droite : 10 décrochement: le parement avant du premier élément de mur est aligné avec l'extrémité du second. Un élément de raccordement (44) reposera et s'ancrera dans le cadre-semelle. IL sera solidarisé aux deux murs attenants par des pattes et équerres métalliques boulonnées. L'extrémité du second mur (45) comportera un fruit. Ceci est un exemple de décrochement à angle sortant. 20 décrochement: Exemple de décrochement angle rentrant. Un élément de raccordement (46) reposera et s'ancrera dans le cadre-semelle. I1 sera, de la même manière, solidarisé aux deux murs attenants par des pattes et équerres métalliques boulonnées. Son chant gauche (47) présentera un contre-fruit. Raccordement de longueur: pour aboutir au 30 décrochement avec angle rentrant, il s'avère nécessaire d'avoir un élément de raccordement (48) s'étayant sur les deux murs attenants et s'ancrant dans une semelle coulée en place. Les bords de cette dernière étant coffrés par des plaques boulonnees dans les cadres-semelles attenants. Le 30 décrochement est un exemple de décrochement à angle rentrant, tandis que le 40 décrochement est un exemple de décrochement angle sortant. La figure 14 a ainsi traité par l'exemple les différents cas rencontrées d'angles sortant et rentrant et de raccordement. REVEND ZCATOMS 1) Murs de soutènement préfabriqué, caractérisé d'une part par sa fabrication en deux éléments: la paroi verticale ou mur (1) et le cadre-semelle (2) et d'autre part par sa technique de mise en oeuvre 2) Mur (1), selon la revendication 1, caractérisé par son ferraillage constitué de barres coudées (6) régulièrement espacées de e et venant s'insérer au milieu des fils porteurs (4) également espacés de e d'un panneau de treillis soudés (3). Les dites barres coudées (6) vont assurer l'ancrage du mur dans la semelle et avec les fils porteurs (4) résister aux efforts de flexion. 3) Mur (1), selon les revendication 1 fi 2, comportant un certain nombre de trous (8) légèrement coniques et régulièrement répartis servant de barbacanes, caractérisé en ce que les dits trous (8) permettent aussi la fixation de dispositif d'étaiement (23) et des élingues de levage. 4) Mur (1), selon les revendication 1 a 3, caractérisé par le coffrage de sa base réalisé en trois parties: une première plaque (30) comportant un chanfrein est mise en place sur toute la largeur de la table (33), sous l'ensemble des barres coudées (6). Entre les barres coudées (6) viennent s'intercaler des éléments parallélépipédiques (31) englobant les coudes. Sur ces derniers une autre plaque chanfreinée (32) de toute la largeur du coffrage est mise en place, son arase supérieure règne avec lé haut du U (28). 5) Mur (1), selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le coffrage de ses joues latérales constitué d'éléments de tôle pliée (35), fixés régulièrement aux panneaux rabattables (34) de la table coffrante (33), comportant leur partie supérieure un arrondi (36) permettant de former l'angle extérieur du mur (39) et de servir d'appui une règle vibrante dressant la surface du béton. Sur chaque élément de tôles pliées est soudée une cornière (37) qui va coffrer une encoche triangulaire (38) sur les joues du mur. 6) Cadre-semelle (2), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est composé de deux éléments trapézoïdaux (17) et de deux éléments rectangulaires (18). L'élément trapézoïdal située l'avant de la semelle, a sa face horizontale la plus large, située vers le haut et sa face la plus étroite vers le bas. L'élément trapézoïdal situé à l'arrière de la semelle a un profil identique mais sa face horizontale la plus large est au contraire située vers le bas. Les faces inclinées des éléments trapézoïdaux sont orientées de telle façon que les efforts appliqués à la semelle plaquent le béton coulé en place sur le béton préfabriqué. 7) Cadre-semelle (2), selon les revendications 1 & 6, caractérisé en ce que les éléments trapézoïdaux (17) sont ferraillés par des chaînages triangulaires (19), ils comportent aussi des spires d'ancrage en acier (20) qui permettent la fixation de dispositif d'étaiement (23) ou d'élingues de levage. 8) Cadre-semelle (2), selon les revendications 1, 6 et 7 caractérisé en ce que les éléments rectangulaires (18) sont armés de deux armatures longitudinales (21) reliées par un fil continu, incliné et soudé (22). Ces dits éléments rectangulaires(18) comportent des encoches (24) destinées à permettre le logement des extrémités des fils de répartition (15) & (12) des panneaux de treillis soudés bas (13) et haut (10). 9) Cadre-semelle (2), selon les revendications 1, 6, 7 et 8 caractérisé par son coffrage des faces intérieures, réalisé par des éléments de coffrage de section triangulaire (25) mis côte à côte, bases alternativement disposées vers le bas et vers le haut. Les extrémités des dits éléments de coffrage de section triangulaires (25) comportent des tenons demi-cylindriques (26), qui permettent de réserver dans les éléments rectangulaires (18) les encoches (24). 10) Murs de soutènement préfabriqué, selon les revendications précédentes, caractérisé par sa technique de mise en oeuvre permettant d'incorporer les panneaux de treillis soudés (10) et (13) dans le cadre-semelle (2) avant de mettre en place le mur (1). Les barres coudées (6) viendront s'incorporer entre les aciers porteurs (11) et de répartition (12) du panneau de treillis soudé supérieur (10) de la semelle. Sur le panneau (13) et les barres coudées (6) se trouvent la barre filante (16) améliorant l'ancrage. 11) Murs de soutènement préfabriqué, selon les revendications précédentes, caractérisé par la possibilité de réaliser des murs en courbe et en décrochements à angle sortant et à angle rentrant, grâce à différents éléments de murs fractionnés: des éléments de murs fractionnés (41), dont les chants (42) font avec la face arrière (43) un angle; des éléments de murs fractionnés de raccordement (44) & (48); des éléments de murs fractionnés de raccordement (46) dont le chant (47) présente un contre-fruit.