Brevet FR2856087A1 — publié le 20041217

CONNECTEUR de REPRISE des TETES de PIEUX et NOYAU en RESULTANT L'invention concerne un connecteur en acier mécano-soudé permettant 5/ d'assembler les membrures d'une structure avec des pieux possédant une armature métallique centrale. Actuellement, on assure la liaison des pieux avec les membrures d'une structure à l'aide de massifs béton armé ou de noyaux béton équipés de platines métalliques coiffant la tête du pieu. 1 0 Les opérations consécutives à cette liaison présentent les inconvénients suivants: * une exécution des pieux avant la structure de l'ouvrage ce qui est souvent la cause d'excentricités, * une mise en oeuvre de nombreuses tâches sur chantier pour réaliser ces ouvrages de liaison en béton armé, * l'impossibilité, dans le cas des platines, de solliciter les pieux en traction. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et plus particulièrement, de réduire et simplifier les interventions sur chantier 20 en assurant cette liaison, à l'aide d'une pièce métallique mécanosoudée fabriquée en atelier et dénommée connecteur. Afin de pouvoir réaliser de tels assemblages, ce connecteur comporte: 1. un fourreau acier tubulaire permettant le libre passage de l'armature métallique du pieu, 25; 2. une embase acier portée par le fourreau et destinée à recevoir les extrémités des membrures, 3. des goussets acier verticaux renforçant la fixation de l'embase et du fourreau précités, ainsi que celle des membrures dont les amorces en acier doux sises à leurs extrémités peuvent être soudées sur lesdits goussets & 0 Ce connecteur est fabriqué en série dans un atelier de chaudronnerie selon le processus suivant: * découpe de manchons dans un tube acier pour constituer les fourreaux, * découpe dans une tôle acier: 35, -des embases qui comportent un évidement central -des goussets, * fixation par soudures électriques des manchons, des embases et des goussets, La mise en oeuvre de ce connecteur sur chantier enchaîne les opérations suivantes qui aboutissent à la création d'un noyau de liaison: * positionnement et calage des connecteurs sur les emplacements définis par un plan, * mise en place des membrures qui, étant dans les cas les plus courants en béton armé, prennent appui sur l'embase. Une première fixation des membrures avec le connecteur peut être réalisée par soudure électrique de leurs armatures métalliques sur les goussets, * placage contre les joues latérales des extrémités des membrures de panneaux de coffrage qui forment le noyau enfermant le connecteur. * remplissage du noyau à l'aide d'un béton fortement dosé et to amélioré si nécessaire par des adjuvants, l'espace central du fourreau restant ouvert. Ce remplissage assure l'accrochage des membrures sur le connecteur, * exécution du pieu par forage, fonçage ou battage en utilisant le connecteur comme guide avec une mise en fiche de l'armature du pieu en 15 passant par le centre du fourreau. Ce connecteur peut en outre être utilisé, si nécessaire, comme point d'ancrage pour la machine de forage, * recépage de la tête de l'armature du pieu au niveau du connecteur et fixation de cette tête sur le fourreau du connecteur par des cales soudées. * coffrage de l'espace annulaire sis entre la sous-face du connecteur 20 et le sol puis remplissage de l'ensemble constitué par cet espace et le passage central du connecteur. L'interdépendance dimensionnelle des différents éléments constitutifs précités impose des choix de profilés métalliques et de sections de membrures compatibles. ?5 C'est ainsi que le tableau ci-après donne à titre d'exemple des choix dimensionnels pour des armatures de pieux en profilés H en fonction des règlements en vigueur. Profilés HEA HEA HEA H 100 120 140 HEB HEB HEB Fourreaux 120xl 20 140x140 180x180 Tubulaires ep. ep.6 ep.8 Largeurs 200 200 250 membrures L'usage du connecteur présente donc les avantages suivants: * la construction, en premier lieu, de la structure d'assise de l'ouvrage, r' * la réalisation simplifiée du massif de liaison en béton armé qui devient dans ce cas un simple noyau coffré par deux joues, * la mise en fiche des pieux selon un positionnement rigoureux, * l'enrobage complet des pièces métalliques 52 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre'et qui se réfèere aux dessins ci-annexés donnés à titre d'exemple, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation du connecteur, la figure 2 est une vue en coupe verticale du connecteur de la figure 1, /o la figure 3 est une vue en coupe horizontale d'un connecteur assemblant quatre nervures, la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'un connecteur assemblant 2 nervures disposées en équerre, la figure 5 est une vue en coupe horizontale d'un connecteur 1,5 assemblant 2 nervures disposées en vis à vis, la figure 6 est une vue en coupe horizontale d'un connecteur à passage central rond, la figure 7 est une vue en coupe verticale du positionnement des membrures, la figure 8 est une vue en coupe horizontale sur le noyau, la figure 9 est une vue en coupe verticale du noyau traversé par le pieu, la figure 10 est une vue en coupe horizontale du noyau et du pieu, la figure 11 est une vue ben coupe verticale du noyau terminé, la figure 12 est une vue en coupe verticale d'une coiffe de l'armature 2p du pieu. Selon les figures n 1- 2 et 3. Le connecteur est formé par: 1. un fourreau central tubulaire en acier (1) de forme carrée, 2. une embase (2) portée par le fourreau (1) à l'aide de cordons de soudure électrique (4) et constituée d'une platine acier évidée en son centre selon les mêmes dimensions intérieures que le dit fourreau, 3. un ensemble de huit goussets latéraux (3) en tôle soudés latéralement par des cordons (5) sur le fourreau (1) et par les if,5 cordons (4) sur l'embase (2). Ainsi assemblées, les pièces repérées (1),(2) et (3) constitutives du connecteur forment un ensemble très rigide. Selon la figure n 4. La forme de l'embase (2), le nombre et la position des goussets (3) qo correspondent au cas o les membrures (6) seraient disposées en retour d'équerre, Selon la figure n 5. La forme de l'embase (2), le nombre et la position des goussets (3) correspondent au cas o les membrures (6) seraient disposées dans le même alignement, Selon la figure n 6. Le fourreau central tubulaire en acier (1) peut prendre la forme ronde, ou rectangulaire, ou même celle d'un parallélogramme pour s'adapter à un profil particulier de l'armature (15) du pieu, Selon les figures n 7.et 8 I0 Le connecteur est étayé et maintenu très solidement dans sa position définitive par un calage (12) sous jacent à l'embase (2). C'est alors qu'il peut recevoir les membrures (6). Pour faciliter l'appui de ces membrures, les extrémités (9) des goussets (3) sont arrêtées à 5cm environ du bord de l'embase (2). Afin de renforcer, si nécessaire, la liaison des dites membrures avec le connecteur, leurs armatures (7) en saillie à leurs extrémités peuvent être soudées sur les goussets (3) à l'aide de cordons (11). Les membrures (6) sont enserrées entre des joues de coffrage (8) qui les maintiennent en position latérale et coffrent un espace (10) que l'on 2 Oremplit d'un micro béton dont on peut accroître les caractéristiques mécaniques par des adjuvants. Selon les figures n 9.et 10. La liaison du connecteur avec les membrures (6) étant terminée, l'armature (15) d'un pieu peut être disposée verticalement dans le passage 2 central (14) du connecteur et descendue dans le sol selon un des procédés adaptés au type de pieu mis en oeuvre et employé couramment. Le positionnement parfait de l'armature du pieu est assurée par la mise en place de cales (16) fixées sur la paroi interne du fourreau (1) à l'aide de cordons de soudure (13). Selon la figure 11. L'armature (15) du pieu étant dans sa position définitive, sa tête supérieure (18) est arasée au niveau du dessus du connecteur ou à toute autre altitude dictée par la structure de l'ouvrage. Ladite armature est solidarisée avec le connecteur par des cordons de 3.. 5 soudures (17) établis entre les cales (16) et sa tête (18)armature (15) et qui généralement se superposent avec les cordons (13). Bien que réalisés sur chantier, ces cordons sont, de par leur position, faciles à réaliser et contrôler. Le remplissage du passage central (14) qui est occupé partiellement par l'armature est complété par coulage d'un micro béton ou coulis de ciment renforcé, si nécessaire, par des adjuvants pour accroître la tenue de la liaison assurée par les cales (16). Ce remplissage est poursuivi dans l'espace fermé (21) par le coffiage (20) et par la sous-face de l'embase ( 2) Le noyau ainsi constitué contribue à la liaison des différents éléments qu'il enserre. Il assure un enrobage de protection contre la corrosion des parties métalliques. Il peut porter, en partie supérieure, des équipements de I o liaison définitive tels que des armatures de reprise (23) d'éléments de la structure, ainsi que provisoire tels que des outillages (24) servant à maintenir le matériel d'exécution de pieux, Selon la figure 12. Dans le cas de pieu du type for' moulé in situ le fourreau (1) doit i 5 posséder un diamètre de tube suffisamment grand pour permettre le passage de l'outil de forage et dans ce cas il est nécessaire de bloquer la tête (18) de l'armature à l'aide d'un disque acier (25) fixé sur le fourreau (1) avec des cordons de soudure électrique (22) et muni d'évents (23) pour permettre le remplissage en micro-béton de l'intérieur (14) du dit fourreau. REVENDICATIONS 1/ Connecteur en acier mécano-soudé pour l'assemblage des membrures d'une structure d'une part avec d'autre part l'armat e métallique d'un pieu de fondation; le connecteur type étant caractérisé par: * un fourreau central tubulaire en acier (1) de forme carrée, rectangulaire, ronde ou même celle d'un parallélogramme, * une embase (2) portée horizontalement par le fourreau (1) et formée par une platine acier évidée en son centre selon les mêmes dimensions Io intérieures que ledit fourreau et elle reçoit, pour les porter, les extrémités des membrures (6), * un ensemble de goussets verticaux (3) en tôle d' acier fixés: - latéralement contre les parois du fourreau (1) par des cordons de soudure électrique (4), I; horizontalement sur l'embase (2) par les cordons de soudure électrique (5), les extrémités (9) de ces goussets s'arrêtant à 5 cm des bords de la dite embase. 2/ Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de son embase (2) et la disposition de ses goussets (3) s'inscrivent, au 20 choix dans: * un rectangle pour reprendre deux membrures disposées en vis à vis, * une équerre pour reprendre deux membrures disposées à angle droit, 2.F e un Té majuscule pour reprendre trois membrures disposées à angle droit, * une croix pour reprendre quatre membrures disposées en vis a vis et en équerre deux par deux. 3/ Connecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le o30 fourreau (1) porte soudées, sur la partie sommitale de sa paroi intérieure, des cales (16) constituées par des barreaux d'acier permettant de guider l'armature (15) du pieu lors de sa mise en fiche dans le passage central (14). 4/ Procédé de réalisation d'un assemblage des membrures d'une structure à l'aide d'un connecteur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé a par le moyen de calage du connecteur sur le chantier à l'aide de cales (12) constituées par exemple par des madriers disposés sous l'embase (2) et permettant le positionnement et le maintien en position du dit connecteur. 5/ Procédé de réalisation d'un assemblage des membrures d'une structure à l'aide d'un connecteur selon la revendication 3 caractérisé en ce zo que d'une part la liaison du connecteur avec l'armature (15) est faite à l'aide de cordons de soudure électrique (17) reliant la tête (18) et les cales (16) et que d'autre part la liaison du connecteur avec les membrures (6) est obtenue par un remplissage à l'aide de micro-béton de l'espace (10) délimité pardes coffrages (8) enserrant les extrémités des dites membrures. Ce remplissage enrobe ensemble et associe les armatures (7) des membrures et les goussets (3). 6/ Procédé de réalisation de l'assemblage selon la revendication 5 caractérisé par un renforcement de la liaison du connecteur avec les membrures (6) à l'aide de cordons (11) de soudure électrique reliant les armatures (7) des membrures avec les goussets (3). C o7/ Procédé de réalisation de l'assemblage selon la revendication 5 ou 6 caractérisé par l'obturation du sommet du fourreau (1) à l'aide d'un disque acier (25), qui coiffe ainsi la tête de l'armature (18), lorsque certains types de pieu nécessitent un grand diamètre du passage central (14). 8/ Noyau résultant de l'assemblage du connecteur selon la t, revendication 1 ou 2 ou 3, avec des membrures d'une structure et avec l'armature d'un pieu selon la revendication 4 ou 5 ou 6 ou 7, mais résultant aussi du remplissage à l'aide d'un micro-béton du passage central (14) puis de l'espace (21) libéré par l'enlèvement du calage (12) et délimité par la surface du sol, par la sous-face de l'embase (2) et par un coffrage (20) 20 ceinturant la dite embase. 9/ Noyau selon la revendication 8 caractérisé en ce que son remplissage à l'aide du micro-béton est facilité par l'aménagement d'évents et passages et plus particulièrement des évents (23) dans le disque (25)