Brevet FR2694335A1 — publié le 19940204

"Procédé de réalisation de parkings souterrains" La présente invention concerne la réalisation de parkings souterrains. A ce jour, ces parkings sont en général excavés à partir de la surface, ce qui présente, en milieu urbain où se localisent naturellement les besoins, de nombreuses sujétions: - emprise au sol - enlèvement d'arbres ou autres espaces verts; - détournement de canalisations A - gêne pour les riverains ; etc.. L'invention a pour objet d'échapper à ces inconvénients ou du moins de les atténuer très sensiblement, en réduisant au minimum les interventions requises en surface pour la réalisation d'un parking souterrain. L'invention propose à cet effet la réalisation de parkings souterrains par creusement, de galeries selon la technique d'affouillement avec saignées successives du genre décrit notamment aux brevets FR 2 070 413 et FR 2 305 583. L'invention est essentiellement caractérisée par un prédécoupage mécanique de galeries sécantes dégageant une excavation souterraine de plus grande largeur. Une excavation ainsi conçue s'étendra en longueur entre deux accès respectivement constitués par un puits d'entrée et un puits de sortie qui pourront constituer les seules excavations nécessaires à partir de la surface. En profondeur, l'excavation avantageusement réalisée d'abord sur toute sa longueur à un premier niveau, sera étendue ensuite niveau par niveau au fur et à mesure de la réalisation de planchers successifs après mise en place d'un système approprié de voûtes reposant sur des files de pieux adaptés à supporter le dit système de voûtes et les dits planchers. Quant à l'implantation des pieux, une possibilité consiste naturellement à la réaliser depuis la surface lorsque les conditions locales le permettent; dans le cas contraire il est possible de la réaliser à partir de galeries elles-mêmes au fur et à mesure de leur progression en faisant appel à cet effet à un appareil approprié, en soi connu, de forage de pieux, de faible hauteur. Pour le forage proprement dit de chaque pieu et son scellage, la technique classique consiste à réaliser un forage au diamètre du pieu et, pour la fondation de ce dernier, à réaliser un forage à un diamètre beaucoup plus large pour dégager une chambre dite de fondation. Une variante intéressante peut consister à utiliser la technique de forage "rise drill", en soi connue. Des galeries de fondation, creusées sous le dernier niveau du parking entre le puits d'entrée et le puits de sortie dans l'axe de chacune des files de pieux, sont mises à profit pour, d'une part, remplacer avantageusement les chambres de fondation à la base des pieux et, d'autre part, pour permettre la mise en oeuvre de la technique de "rise drill" qui consiste à réaliser les forages de bas en haut à la faveur d'un premier forage de petit diamètre. Cette technique de forage en deux temps peut être préférée à celle de forages directs au diamètre des pieux. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés où la figure 1 est une vue en perspective montrant l'exécution d'une première galerie latérale les figures 2 et 3 sont des vues en coupe montrant respectivement les étapes successives de réalisation d'une seconde galerie latérale puis d'une galerie centrale les figures 4 et 5 sont des vues de détail relatives à deux exemples de systèmes de fixation de planchers ou poteaux; et la figure 6 illustre l'implantation des pieux avec mise en oeuvre de galeries de fondation. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée, l'invention est appliquée à la réalisation d'un parking souterrain s'étendant en longueur à l'aplomb d'une voie urbaine comportant une chaussée 10 entre deux rangées d'immeubles (non représentés) dont elle est séparée par des allées latérales 11, 12 agrémentées de plantations d'arbres. Sous la voie ainsi définie, on a représenté une série d'équipements normalement présents dans le sous-sol tels que canalisations d'égout 13, d'eau 14, 14', de télécommunications 15, de gaz 16, d'électricité 17. C'est en tenant compte de la présence de ces divers équipements que l'on va commencer par déterminer les emplacements d'un ensemble de files de pieux 21 à 24, ici au nombre de quatre, destinées à supporter, comme on va le voir, deux à deux, les éléments constitutifs du futur parking organisés en trois travées d'une largeur de l'ordre de 5 mètres par exemple : les files 21 et 22 seront appelées à supporter ainsi une travée latérale située à droite par exemple sur les figures ; les files 23 et 24 vont supporter une travée latérale de gauche, tandis que les éléments d'une travée centrale seront supportés par les files 22 et 23. Dans une telle structure classique à trois travées, la travée centrale sera naturellement destinée à constituer le couloir de circulation desservant des emplacements de parking ménagés dans les travées latérales et ceci aux divers niveaux successifs. Dans une étude préalable on aura déterminé s'il est possible ou non de procéder, sans porter atteinte à l'intégrité des équipements, à l'exécution, à partir de la surface, des forages nécessaires pour la mise en place des files de pieux 21 à 24. Si cela est possible, on commence par l'exécution de ces forages. Dans le cas contraire on commencera par l'exécution des galeries à une profondeur choisie suffisante pour demeurer à l'écart de tous les équipements à sauvegarder, mais néanmoins aussi faible que possible afin de limiter la longueur des rampes d'accès (non représentées). Ainsi la figure 1 montre la vue schématique en perspective d'une première galerie latérale 30 en cours d'exécution avec, déjà en place des éléments 31 imbriqués d'une prévoûte, une voûte 32 réalisée au fur et à mesure de l'avancement, cette voûte s'étendant en coupe depuis une paroi latérale 33 reposant sur les pieux de la file 21, jusqu'à une bordure 34 destinée à prendre appui sur une poutre 35 posée sur des poteaux 36 prolongeant les pieux de la file 22. La hauteur des poteaux 36 sera de l'ordre de 2 mètres par exemple, correspondant à la hauteur de passage souhaitée entre travée centrale et travées latérales du parking à réaliser. Dans le cas où les files de pieux n'ont pu être mises en place à partir de la surface, les forages correspondants et la mise en place des pieux s'effectuent à partir de la galerie elle-même au fur et à mesure de l'avancement de celle-ci par la mise en oeuvre d'un appareil de forage de pieux de faible hauteur. Les pieux de la file intérieure 22 sont recepés et surmontés des poteaux 36 au fur et à mesure de l'avancement de la galerie. Après réalisation de la galerie latérale 30, on procède à celle de l'autre galerie latérale 40 (Fig 2) située à gauche sur le dessin : on y reconnaît la prévoûte 41 et la voûte 42 s'étendant d'une paroi latérale 43 reposant sur la file de pieux extérieure 24 jusqu'à une bordure 44 arc boutée sur une poutre 45 reposant sur la file de pieux intérieure 23 par l'intermédiaire de poteaux 46. L'étape suivante est la réalisation de la galerie centrale 50 illustrée à la Figure 3 : à mesure de la progression de l'affouillement de cette galerie centrale les parties 31A et 41A des prévoûtes des galeries latérales qui s'étendaient au delà des poutres respectives 35, 45, sont supprimées et la prévoûte 51 de cette galerie ne s'étend qu'entre les parties restantes des prévoûtes adjacentes. La voûte 52 qui est réalisée ensuite au fur et à mesure de la progression va s'étendre naturellement entre des faces d'appui réservées à cet effet sur les poutres 35 et 45. La voûte de l'ouvrage étant ainsi achevée et reposant, d'une part, sur les files de pieux extérieures 21 et 24 par les parois latérales 33 et 43, et d'autre part sur les files de pieux intérieures 22 et 23 par l'intermédiaire des poutres 35 et 45 et des poteaux 36, 46, il est procédé à la réalisation du plancher du premier niveau formé par les trois galeries 30, 40 et 50 qui viennent d'être découpées de manière sécante selon deux génératrices respectivement matérialisées par les poutres 35, 45. Selon une forme préférée de réalisation, le plancher est réalisé en béton armé, le dressage et le compactage de la surface de terrassement indiquée en 37, 47 et 57 assurant de manière pratique et économique le coffrage de la sous-face du plancher. La figure 4 montre un mode d'accrochage d'éléments de plancher 38, 58 sur un pieu P également en béton armé avec des armatures PA, PB équipées d'éléments de couplage C1, C2 à tous les niveaux de plancher pour raccordement aux armatures 38A, 58A d'éléments de plancher adjacents. Les planchers successifs sont ensuite réalisés de façon semblable au fur et à mesure de la descente du terrassement. Une variante intéressante consiste à mettre en place, dans des forages de diamètre suffisant, des pieux préfondés, comme illustré à la figure 5. Sur cette figure on a montré un pieu 60 constitué par un poteau métallique préfondé avec un bloc 61 de béton de scellement à sa partie inférieure, ce bloc étant prolongé par un béton de remplissage 62 comblant le forage jusqu'au plancher du niveau inférieur où des goussets 63, 64 sont fixés sur le poteau pour recevoir des éléments 65, 66 d'un plancher métallique. Le pieu P en béton armé de la figure 4 peut également être préfondé de manière semblable. On a décrit jusqu'ici, le cas où les forages sont exécutés au diamètre des poteaux, soit à partir de la surface, soit à partir du premier niveau, et l'ancrage réalisé dans une chambre de fondation forée à la base du poteau. Une telle chambre de fondation présente des dimensions importantes, imposées par la charge unitaire supportée par chaque poteau et devant être redistribuée dans un bloc de béton. La réalisation d'un tel forage est difficile et coûteuse, compte tenu aussi, ici, de la hauteur réduite des galeries. A la figure 6, on a illustré une variante de forage et d'ancrage des poteaux. Dans un premier temps, à partir du puits d'entrée, au niveau des fondations des poteaux, sont creusées des galeries 70 dites de fondation, ici de section rectangulaire, dans l'axe des emplacements prévus pour les poteaux. Un soutènement (non représenté) ainsi qu'un revêtement de propreté 71 sont réalisés selon les techniques classiques au fur et à mesure de la progression de ces galeries. Ces galeries de fondation vont jouer deux rôles, tout d'abord, permettre la mise en oeuvre de la technique de forage "rise drill", puis l'espace dégagé dans ces galeries à la base des poteaux sera mis à profit pour servir de chambre de fondation. Par la suite, à l'emplacement prévu pour un poteau, on réalise, non plus un forage au diamètre de celui-ci, mais un forage de plus petit diamètre, plus facile à exécuter. C'est ensuite, à la faveur de ce premier forage que le forage sera élargi jusqu'au diamètre du poteau en utilisant un outil d'alésage "riser" se déplaçant de bas en haut à partir de la galerie de fondation située à l'aplomb. Le poteau est enfin scellé dans la galerie de fondation avec, à la base, un radier de béton 72 dans lequel on frette le poteau (armature 73) et qui sert de fondation superficielle. Le poteau est, bien entendu, amarré aux planchers à tous les niveaux par l'une ou l'autre des techniques décrites précédemment et représentées aux figures 4 et 5. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux formes de réalisation décrites et illustrées à titre d'exemple. Ainsi, dans les parties latérales du parking les files de pieux peuvent être remplacées par des parois moulées réalisées sous hauteur limitée à partir des galeries latérales 30 et 40. Une autre solution pour réaliser les parois latérales du parking est de mettre, en place entre les pieux des files extrêmes 21 et 24, une paroi de béton projeté au fur et à mesure de l'avancement du terrassement. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation de parkings souterrains par creusement, entre un puits d'entrée et un puits de sortie, de galeries selon la technique d'affouillement avec saignées successives équipées au fur et à mesure de l'avancement d'éléments de soutènement adaptés à former par imbrication une prévoûte, caractérisé par un prédécoupage mécanique de galeries sécantes (30,40,50) dégageant une excavation souterraine de plus grande largeur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le soutien de deux galeries sécantes on aménage le long de la génératrice d'intersection de deux voûtes, une poutre de support (25,45) elle-même supportée par une file de pieux (22, 23) préalablement implantés. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pieux sont implantés dans des forages réalisés à partir de la surface. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pieux sont implantés dans des forages réalisés à partir des galeries, au fur et à mesure de leur progression, par la mise en oeuvre d'un appareil de forage de faible hauteur. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que pour l'implantation des pieux - on creuse, entre le puits d'entrée et le puits de sortie, des galeries de fondation dans l'axe des emplacements des pieux, - on réalise pour chaque pieu un forage de petit diamètre jusqu'à la galerie de fondation, - on réalise, à partir de la galerie de fondation, un alésage de bas en haut dudit forage pour l'amener au diamètre du pieu, - on met en place le pieu dans le forage, et - on scelle le pieu dans la galerie de fondation. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par l'exécution successive de deux galeries latérales (30,40) préalablement à l'exécution d'une galerie centrale (50) sécante des deux précédentes. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des galeries latérales (30,40) est équipée d'une voûte s'étendant entre une paroi latérale reposant sur une file de pieux extérieure (21,24) et une poutre (35, 45) supportée par une file de pieux intérieure (22,23) et des poteaux (36, 46). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les files de pieux extérieures sont remplacées par des parois moulées à partir des galeries latérales correspondantes. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par la mise en place entre les pieux des files de pieux extérieures (21, 24) d'une paroi de béton projeté au fur et à mesure de l'avancement du terrassement. 10. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier plancher étant réalisé après creusement d'un premier niveau de galeries, des planchers successifs sont réalisés au fur et à mesure de la descente du terrassement. 11. Procédé selon la revendication 10 avec mise en oeuvre des planchers en béton, caractérisé en ce que le coffrage de la sous-face du plancher d'un niveau donné est constitué par dressage et compactage de la surface du terrassement ayant permis le creusement de ce niveau. 12. Procédé selon la revendication 10 avec mise en oeuvre de structures de planchers métalliques, caractérisé en ce que ces structures sont adaptées à se poser sur des goussets (63,64) ménagés à cet effet à leurs niveaux respectifs sur des pieux constitués par des poteaux métalliques préfondés. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que des pieux préfondés en béton armé sont équipés aux différents niveaux de planchers d'éléments de couplage (C1, C2) entre armatures respectivement de pieux et de planchers.