Brevet FR2686356A1 — publié le 19930723

Perfectionnements aux procédés et dispositifs de reprise des fondations en sous-oeuvre et aux fondations ainsi obtenues. L'invention est relative aux procédés et dispositifs pour reprendre en sous-oeuvre les fondations supportant les murs de soutènement des bâtiments en vue de consolider ces fondations, ainsi qu'aux fondations ainsi consolidées. Elle concerne plus particulièrement le cas où les fondations considérées comprennent une portion supportant au moins un mur de refend, c'est-à-dire intérieur au bâtiment et pratiquement inaccessible. Des constructions typiques de ce genre sont les pavillons comportant, entre deux murs extérieurs parallèles, au moins un mur de refend parallèle à ceux-ci, et dont le plancher de rez-de-chaussée est construit audessus d'un vide sanitaire présentant une faible hauteur, par exemple de l'ordre de 50 cm, les différents murs reposant sur des fondations constituées par des semelles élargies en béton ou matériau analogue. Quel que soit le soin pris pour la réalisation de ces fondations, il peut advenir que le sol placé audessous d'elles s'affaisse, par exemple à la suite d'une période de sécheresse. Il convient alors de reprendre lesdites fondations en sous-oeuvre en vue de les consolider. A cet effet, pour ce qui est des fondations constituées de semelles "accessibles", c'est-à-dire à proximité desquelles il est facile ou tout au moins possible de creuser un trou, il a été proposé de former dans de tels trous, juste à côté desdites semelles et au même niveau qu'elles, des semelles auxiliaires reposant sur des pieux ou pilotis de hauteur suffisante pour la stabilité désirée, les bases de ces pieux reposant de préférence sur un "bon sol", notamment rocheux, et de lier latéralement les semelles auxiliaires ainsi formées aux semelles à épauler par des opérations de clouage ou analogues. Un tel procédé n'est envisageable que pour les semelles relativement "accessibles'2. L'invention a pour but, surtout, de proposer une solution pour la reprise en sous-oeuvre des fondations comprenant des semelles pratiquement "inaccessibles", ces semelles étant disposées à l'aplomb de murs de refend constitutifs de bâtiments, à une certaine distance des semelles supportant les deux murs extérieurs, de ces bâtiments, parallèles auxdits murs de refend. A cet effet, les procédés de reprise en sousoeuvre du genre en question, appliqués aux fondations d'un bâtiment comprenant, enterrées à un même niveau, deux semelles extérieures et au moins une semelle intermédiaire, sont essentiellement caractérisés par la suite des étapes suivantes : on évide dans le sol deux cavités longeant extérieurement chacune des deux semelles extérieures ; on place dans l'une de ces cavités un tube métallique rectiligne horizontalement en regard de la semelle adjacente, et des moyens propres à enfoncer horizontalement ce tube dans cette semelle, en direction des autres semelles ; on enfonce ledit tube successivement dans la première semelle, puis dans les autres semelles après traversée des portions de sol intermédiaires, jusqu'à ce que le tube débouche dans la deuxième cavité ; on met en place dans les fonds des deux cavités, à l'aplomb des embouchures du tube et à proximité des faces extérieures des semelles extérieures, deux pièux agencés de façon à présenter une bonne résistance à l'enfoncement ; on injecte dans le tube un coulis de ciment de façon à former une poutre rigide horizontale solidarisant entre elles les semelles ; et on solidarise respectivement les deux extrémités de la poutre avec les deux têtes de pieu voisines. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la solidarisation de chaque extrémité de poutre avec la tête de pieu voisine est assurée à l'aide d'un bloc en béton armé formé contre la face extérieure de la semelle extérieure correspondante, - le tube est constitué en acier, avec un diamètre compris entre 150 et 250 mm et une épaisseur comprise entre 10 et 20 mm, - le tube est constitué par des tronçons tubulaires vissés bout à bout les uns sur les autres, - les moyens pour enfoncer le tube dans les semelles comprennent un trépan annulaire amovible et des moyens pour faire tourner le tube sur lui-même tout en le sollicitant axialement, - avant d'injecter le coulis de ciment dans le tube, on introduit dans ce tube un câble de précontrainte et, après injection et durcissement du coulis et formation des blocs en béton, on met sous tension ledit câble et on ancre ses extrémités sur ces blocs, - le câble est du type à torons gainés graissés. L'invention vise également les fondations qui résultent des reprises en sous-oeuvre définies ci-dessus, fondations caractérisées essentiellement en ce qu'elles se présentent sous la forme générale d'au moins un portique dont le tronçon horizontal est constitué par un tube métallique plein de ciment durci traversant les semelles et dont les jambes sont constituées par des pieux. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ces dessins, montrent en coupe verticale schématique un bâtiment dont les fondations font l'objet d'une reprise conformément à l'invention, et ce en respectivement deux phases successives de ladite reprise. La figure 3 est un agrandissement d'une portion de la figure 2. La figure 4 est une coupe verticale à échelle agrandie d'une portion de la figure 2 selon IV-IV. On se propose de reprendre en sous-oeuvre un bâtiment tel qu'un pavillon comprenant deux murs extérieurs parallèles 1,2 et un mur de refend intermédiaire 3 parallèle aux murs précédents, chacun de ces murs reposant sur le sol 4 par l'intermédiaire d'une semelle élargie, notamment en béton armé, respectivement 5,6,7. Les murs 1,2 et 3 sont entretoisés par au moins deux murs extérieurs qui sont perpendiculaires à ces murs 1,2 et 3 et dont l'un est visible en 8 sur la figure 1. Le plancher 9 du rez-de-chaussée du bâtiment est réalisé au-dessus d'un vide sanitaire 10 dont la hauteur, par exemple de l'ordre de 50 cm, est trop petite pour permettre d'accéder à la base du mur de refend 3. Le motif de la reprise à effectuer est un affaissement inopiné et irrégulier de l'une au moins des semelles 5,6 et 7 par suite d'un tassement du sol 4 audessous de cette semelle, tassement dû par exemple à la survenance d'une période de grande sécheresse ou à l'exécution de fouilles voisines. A cet effet, conformément à l'invention, on transfère sur des pieux latéraux 11 les charge exercées verticalement sur les trois semelles 5,6 et 7, c'est-àdire aussi bien sur la semelle centrale 7 que sur les semelles latérales 5 et 6, et ce grâce à la formation d'au moins une poutre horizontale rigide 12 propre à solidari ser les trois semelles entre elles. Pour réaliser cette poutre rigide, on procède comme suit. On creuse à proximité de chacune des deux semelles latérales ou extérieures 5,6 une cavité 13,14. On place dans l'une 13 de ces cavités - d'une part, un tube métallique rectiligne 15 orienté horizontalement perpendiculairement au mur 1, au niveau de la semelle 5, - et, d'autre part, une machine 16 propre à repousser horizontalement selon la flèche F ledit tube 15, à travers non seulement la semelle 5, mais aussi les semelles 7 et 6, après traversée des masses de sol 4 intermédiaires. Cette machine 16 coopère avantageusement avec un trépan annulaire 17, constitué notamment par une couronne de diamants, monté de façon amovible à l'extrémité d'attaque du tube 15, et avec des moyens pour faire tourner ce tube autour de son axe selon la flèche G. Le tube 15 est de préférence un tube en acier présentant un diamètre compris entre 150 et 250 mm et une épaisseur comprise entre 10 et 20 mm. Pour éviter la nécessité de creuser une cavité 13 trop importante, on constitue avantageusement le tube 15 par une suite de tronçons tubulaires raccordés entre eux bout à bout en 18, notamment par vissage ou soudure. Lorsque le trépan 17 débouche dans la cavité 14, on arrête la progression du tube 15, on récupère le trépan 17 et on dégage la machine 16. On exécute ensuite dans les fonds des cavités 13 et 14, à proximité des embouchures du tube 15, deux pieux verticaux 11 (figure 2) suffisamment profonds pour que leurs bases atteignent le bon sol ou tout au moins suffisamment adhérents au sol environnant pour pouvoir supporter sans enfoncement ultérieur les charges à reprendre. Ces pieux 11 comprennent avantageusement un tube central 19 rempli d'un coulis de ciment et entouré d'une chemise 20 de béton, ledit tube étant coiffé par une tête épanouie 21. De préférence en outre, on enfile dans le tube 15 en attente au moins un câble de précontrainte 22, avantageusement du type connu à torons gainés graissés qui rend possible une mise sous tension efficace après prise d'un coulis de ciment entourant les gaines considérées. On garnit ensuite de ferraillages appropriés 23 les volumes, des cavités 13 et 14, qui se trouvent à la fois au-dessus des têtes 21 et horizontalement en regard des deux extrémités du tube 15. Puis on injecte dans ce tube et dans les volumes ci-dessus définis des coulis de ciment qui peuvent être de natures différentes et dont les prises mutuelles forment une masse monobloc rigide comprenant deux blocs d'extrémité 24 dans lesquels sont noyées les têtes 21, blocs réunis entre eux par une poutre cylindrique 12. Dans le cas préféré où un câble de précontrainte 22 est prévu, on met ce câble sous tension après la prise des coulis et on ancre les deux extrémités dudit câble sur des pièces 25 appropriées prenant appui sur les blocs 24, ce qui a pour effet de renforcer la poutre 12 tout en exerçant sur le milieu de celle-ci un effort ascendant, en appliquant horizontalement les blocs 24 contre les semelles 5 et 6 et en améliorant ainsi leurs solidarisations mutuelles. Finalement on obtient une sorte de pont ou portique monobloc formé de la poutre horizontale 12 et des pieux 11 raccordés à ladite poutre par les blocs 24 en béton armé. Ce pont ou portique, étant solidarisé avec les semelles 5,6 et 7, interdit tout affaissement ultérieur de l'une ou l'autre de ces semelles. En d'autres termes, l'ensemble des charges verticales appliquées par les murs 1,2 et 3 sur lesdites semelles est efficacement transféré par la poutre 12 ou les blocs 24 sur les pieux 11 et donc sur le bon sol ou son équivalent. Bien entendu, plusieurs ponts ou portiques du genre de celui qui vient d'être décrit peuvent être prévus parallèlement les uns aux autres, dans des plans verticaux perpendiculaires aux murs 1, 2 et 3 et écartés les uns des autres d'une distance qui est par exemple comprise entre trois et cinq mètres. Ces différents ponts ou portiques sont solidarisés entre eux par les semelles 5,6 et 7 qui sont toutes traversées par les poutres horizontales 12 constitutives desdits ponts ou portiques, ce qui forme à la base de l'édifice à stabilier un quadrillage rigide et indéformable propre à transférer sur les différents pieux, jouant alors le rôle de pilotis, l'ensemble des charges dudit édifice, y compris celles correspondant au mur de refend 5, dont la semelle 6 est pourtant du type "inaccessible". Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les pieux 11 seraient exécutés avant fonçage horizontal du tube 15 et où les deux extrémités de ce tube, à la fin de sa mise en place, seraient disposées au-dessus desdits pieux de façon à reposer sur eux. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la reprise en sous-oeuvre des fondations d'un bâtiment comprenant, enterrées à un même niveau, deux semelles extérieures (5,6) et au moins une semelle intermédiaire (7), caractérisé par la suite des étapes suivantes : on évide dans le sol (4) deux cavités (13,14) longeant extérieurement chacune des deux semelles extérieures ; on place dans l'une de ces cavités (13) un tube métallique rectiligne (15) horizontalement en regard de la semelle adjacente (5), et des moyens (16) propres à enfoncer horizontalement ce tube dans cette semelle, en direction des autres semelles ; on enfonce ledit tube successivement dans la première semelle, puis dans les autres semelles après traversée des portions de sol intermédiaires, jusqu'à ce que le tube débouche dans la deuxième cavité (14) ; on met en place dans les fonds des deux cavités, à l'aplomb des embouchures du tube et à proximité des faces extérieures des semelles extérieures, deux pieux (11) agencés de façon à présenter une bonne résistance à l'enfoncement ; on injecte dans le tube un coulis de ciment de façon à former une poutre rigide horizontale (12) solidarisant entre elles les semelles et on solidarise respectivement les deux extrémités de la poutre avec les deux têtes de pieu voisines. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour solidariser chaque extrémité de la poutre (12) avec la tête de pieu voisine, on forme un bloc de béton armé (24), contre la face extérieure de la semelle extérieure (5,6) correspondante. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, avant d'injecter le coulis de ciment dans le tube (15), on introduit dans celui-ci un câble de précontrainte (22), notamment du type à torons gainés graissés et en ce que, après injection et durcissement du coulis et formation des blocs en béton (24), on met sous tension ledit câble et on ancre ses extrémités sur ces blocs. 4. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, pour enfoncer le tube (15) dans les semelles (5,6,7), un trépan annulaire amovible (17) monté sur l'extrémité d'attaque du tube et des moyens pour faire tourner le tube sur lui-même tout en le sollicitant axialement. 5. Fondation reprise par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'elle se présente sous la forme générale d'au moins un portique dont le tronçon horizontal est constitué par un tube métallique rectiligne (15) rempli de ciment durci traversant les semelles (5,6,7) et dont les jambes sont constituées par des pieux (11) immobilisés dans le sol. 6. Fondation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube (15) est constitué en acier, avec un diamètre compris entre 150 et 250 mm et une épaisseur comprise en 10 et 20 mm.