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"PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXECUTION DE PIEUX EN BETON MOULES DANS LE SOL"
L'invention est relative à un procédé et un dispositif pour l'exécution de pieux en béton, armé ou non armé, moulés dans le sol à l'aida d'un ou de plusieurs tubes de fonçage. Elle a essentiellement pour but d'utiliser rationnellement, au cours du bétonnage du pieu, le poids du béton versé dans le tube, pour augmenter la pression de béton à la base du tube et s'opposer efficacement à la poussée des terres qui tend à produire la striction, voire le cisaillement, du fût du pieu.
A cette fin, l'invention prévoit que le béton est introduit dans la cavité formée préalablement par le fonçage d'un ou de plusieurs tubes de fonçage, par l'intérieur d'un tube auxiliaire placé à jeu latéral dans le tube de fonçage, et qu'on imprime
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à ce tube auxiliaire des vibrations longitudinales rapides, de façon à annuler pratiquement le frottement entre le tube auxiliaire et la masse de béton se trouvant dans celui-ci. La pression à la base du tube peut encore être augmentée en chargeant, par exemple à l'aide d'un mouton-dameur le béton se trouvant dans le tube vibreur, ou par pression d'air comprimé, agissant dans le tube vibreur.
Le tube auxiliaire, maintenu en vibration, peut ensuite être aisément retiré au fur et à mesure qu'on soulève le tube de fonçage, le béton contenu dans le tube vibreur continuant à exercer sa pression à la base du tube.
Suivant l'invention, le tube vibreur est de préférence constitué par un tube en tôle mince, placé à très faible jeu latéral dans le tube de fonçage, et auquel sont communiquées des vibrations verticales rapides, par exemple par un ou plusieurs moteurs électriques à. balourd, agencés, sur le tube vibreur ou par tout autre moyen. Celui-ci peut s'étendre sur tout ou partie de la longueur du tube de fonçage. et reposer, par un épaulement extérieur, sur l'extrémité supérieure de celui-ci, avantageusement avec interposition d'une couche élastique.
En.suite des vibrations rapides du tube auxiliaire, qui suppriment le'frottement entre le tube' et le béton, une couche da laitance s'interpose entre la béton et le dit tube, laquelle couche lubrifie le tube auxiliaire et facilite encore les mouvements alternatifs et le retrait de celui-ci. Comme, en outre, la paroi extérieure du tube vibreur est libre de tout contact et donc de tout frottement, on comprendra que ce tube vibreur, qui peut d'ail- leurs être très léger, peut être mis en vibration moyennant une dépensa d'énergie très faible. En plus, les vibrations ne sont pas communiquées au terrain- environnant, de sorte qu'on évite le danger de rendre ce terrain plus meuble et d'augmenter sa. tendance à produira la- striction du pieu.
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Grâce à cette disposition du tube vibreur, les mécanismes produisant les vibrations, par exemple les susdits moteurs électriques à balourd, peuvent être agencés à l'extrémité supérieure du tube et assurer néanmoins la transmission parfaite des vibrations sur toute la longueur du tube auxiliaire.
De tels résultats ne peuvent pas être obtenus par les procédés connus, dans lesquels on imprime au tube de fonçage des secousses vigoureuses, par exemple à l'aide d'un marteau à vapeur, les secousses dirigées vers le haut ayant pour but de déposer chaque fois une quantité de béton dans l'excavation produite par le fonçage, les mouvements descendants du tube servant à damer le béton, de préf é- rence à l'aide d'un rebord annulaire extérieur prévu à l'extrémité inférieure du tube.
Ces secousses ne sont appliquées qu'à la cadence relativement très lente que peut donner un mouton à vapeur ou à air comprimé (de l'ordre de 60 à 200 coups par minute); elles agissent donc de façon discontinue; elles doivent avoir une grande force et une grande amplitude (plusieurs centimètres) parce qu'elles doivent vaincre chaque fois le frottement entre le tube et le béton, d'une part, et le tube et le sol environnant, d'autre part, et parce qu'elles sont utilisées pour produire le retrait progressif du tube de fonçage et réaliser le damage du béton.
Le principe du procédé connu diffère donc essentiellement de celui du procédé suivant la demande, car il ne supprime pas le frottement entre le tube et le béton, mais le vainc à chaque secousse, par l'application au tube d'une impulsion qui crée une force d'inertie supérieure au frottement du béton contre les parois du tube.
La production des secousses dans le procédé connu exige une très grande dépense d'énergie, déjà du fait que le tube de fonçage est forcément lourd et que les résistances frictionnelles à vaincre sont très importanteso En plus, il ne permet pas de s'opposer rationnellement à la pression des terres à la base du tube, parce que la masse de béton n'est pas libérée d'une façon continue par rapport au tube, de sorte que son poids n'est pas mis à profit
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pour contrecarrer continuellement la poussée des terres.
Dans le procède suivant la demande, le béton est constamment soustrait au frottement contre les parois du tube, par le fait de la vibration à. haute fréquence agissant de façon continua.
A. simple titre démonstratif, un mode de réalisation de l'objet de l'invention se trouve décrit ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel :
Fig. 1 montre une vue en coupe axiale d'un tube de fonçage muni d'un tube vibreur intérieur, pendant le bétonnage d'un pieu vertical de fondation, et
Figs. 2 et 3 montrent des vues fragmentaires en coupe de deux variantes d'exécution du tube vibreur.
Le tube de fonçage 1 est enfoncé dans le sol d'une manière appropriée quelconque. On peut alors exécuter une base élargie 2 par damage de béton à l'aide du. mouton 3..On peut, après bétonnage de la base, et avant de commencer à,. bétonner par le procédé suivant la demande, exécuter une partie du fût du pieu par le procédé connu de damage du béton dans le sol. Si on le désire, une armature 4 peut être placée dans le tube et âtre ancrée dans le béton par son extrémité inférieure.
Dans le tube 1 est agencé, à faible jeu latéral (par exemple une dizaine de millimètres), un tube auxiliaire en tôle mince 5 qui s'étend jusqu'au-dessus du tube 1 et descend par- exemple jusqu'à proximité de son extrémité inférieure. Le tube 5 est muni de moyens 6, 7 pour lui imprimer de rapides, vibrations verticales, par exemple de petits moutons pneumatiques ou d'un ou plusieurs vibrateurs électriques fixés de façon quelconque au tube vibreur.
Pour effectuer le bétonnage du pieu, on introduit dans le tube auxiliaire 5 une quantité de béton 9, qui remplit de préférence ce tube et peut même correspondre à la nasse de\béton nécessaire pour la construction du pieu total. On peut employer
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du béton relativement mou, susceptible d'assurer aisément un enrobage parfait de l'armature. On imprime alors au tube 5 des vibrations verticales rapides de faible amplitude, ce qui a pour effet de supprimer pratiquement toute adhérence entre le tube 5 et le béton 9, lequel forme donc en réalité une colonne libre qui pèse par tout son poids à la base du tube de fonçage, c'est-à-dire sur la partie du fût déjà moulée dans le sol, et s'oppose efficacement à la poussée des terres.
Le tube 5 peut alors être déplacé sans frottement par rapport au béton 9 et peut donc être aisément soulevé. Ce soulèvement peut se faire à l'aide de moyens appropriés quelconques, au fur et à. mesure du retrait du tube de fonçage 1 qui s'effectue par exemple à l'aide des câbles usuels. Le tube 1 n'étant pas en contact avec le béton 9, son retrait exige une dépense d'énergie plus faible que dans les procédés connus.
Les vibrations du, tube 5 n'ont pas pour but de faire remonter ce tube ; sont égales dans les deux sens et leur amplitude est très faible, par exemple quelques dixièmes de millimètre, tandis que leur fréquence doit être élevée, notamment être suffi- samment grande, par exemple de l'ordre de 1000 à 6000 par minute, pour annuler pratiquement le frottement entre le béton 9 et le tube 5.
Le tube 5 peut être introduit dans le tube 1 après fonçage et formation d'une base élargie, ou bien il peut déjà être mis en place dès le début du fonçage.
Le tube 5 peut être mis en vibration.dès l'introduction des premières charges de béton; il peut alors être relevé sur une cer- taine/hauteur avant que la quantité totale du béton nécessaire pour la construction du pieu n'ait été déversée dans le. tube.. Eventuellement, la colonne de béton 9 pourrait être chargée pendant la vibration., par exemple en posant la mouton 3 sur cette colonne ou par l'emploi d'air comprimé. Dans ce. dernier cas, le tube vibreur
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devrait être convenablement maintenu, par exemple réuni au tube de fançaga,, pour l'empcher d'être chassé vers le haut sous l'effet de la pression, et fermé à sa partie supérieure par une tête spéciale permettant l'adduction d'air comprimé.
Le tube vibreur peut reposer, par son épaulement 8, sur la. bord supérieur du tube 1, de façon à être relevé simultanément. avec celui-ci. Pour éviter de transmettre les vibrations au tube 1, on peut interposer, entre son bord. supérieur et l'épaulement 8, une rondelle en matière élastique 19 (Fig. 2), par exemple en caoutchouc ou en liège. Cette rondelle peut être centrée à l'aide d'un anneau 11 dont le bord 12 fait saillie à l'intérieur du tube 1 et évite les déplacements latéraux du tube vibreur 5.
Comme montré en Fig. 3, on peut pmtiquer dans l'extrémité inférieure du tube 5, sur une hauteur relativement faible, un certain nombre de traits de scie 13. Le tube 5 étant établi en tôle mince, les lames ainsi formées sont élastiques et peuvent s'ouvrir sous l'action de la pression du béton, de façon à permettre lors du retrait du tube, un étalage progressif du. béton dans la. cavité formée, lors du fonçage, Ces lames peuvent éventuellement s'étendre jusque sous le tube de fonçage.
Le tube vibreur peut également être muni à sa base de lames élastiques rapportées, de forme légèrement trapézoïdale, se recou- vrant partiellement et s'élargissant vers le bas, c'est-à-dire vers leur extrémité libre. Ces lames forment, lorsque le tube est vide, le prolongement du tube; lorsque le tube est rempli de béton, elles peuvent s'écarter légèrement de la marne façon et dans le même but que les lames obtenues par découpage de la. base du. tuba. Leur forme trapézoïdale leur permet cependant d'assurer entre elles une étanchéité suffisante, quelles que soient les déformations.