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"Procédé de consolidation de terrains aquifères peu perméables au moyen de pieux poreux, et pieu poreux pour sa réalisation"
L'invention concerne la consolidation de terrains aquifères peu perméables, par exemple de terrains argileux. De tels ter- rains contiennent de l'eau intersticielle qui est expulsée sous l'effet des charges appliquées au terrain et produit ainsi un tassement du terrain, en augmentant la capacité portante de celui- ci.
Cette expulsion est toutefois excessivement lente à cause du peu de perméabilité des terrains.'En effet, une charge appliquée au terrain est d'abord supportée en grande partie par l'eau inters- ticielle et ce n'est qu'au fur et à mesure de l'expulsion de celle- ci que la charge est reportée sur le terrain, dont la compacité augmente progressivement, En raison de la lenteur de cette expul- sion, le tassement du terrain se poursuit pendant une durée très
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longue et est susceptible de causer de graves dégâts aux construc- tions érigées sur de tels terrains, car une construction appa- remment en équilibre peut encore subir des affaissements importants pendant un terme très long, du fait de l'expulsion très lente de l'eau intersticielle sous l'effet de la charge.
L'invention a pour but d'accélérer considérablement l'expul- sion de l'eau intersticielle des terrains aquifères peu perméa- bles et de réduire la possibilité de tassement du terrain sous l'effet de cette expulsion, de façon à créer rapidement un état de stabilisation qui permet d'appliquer sans danger la charge voulue au terrain.
A cet effet, l'invention prévoit l'exécution dans de tels terrains, de pieux poreux constituant des drains d'écoulement rapide de l'eau, ces pieux étant exécutés dans des conditions telles que le terrain environnant subit une pression tendant à en expulser l'eau intersticielle.
Les pieux peuvent être établis complètement ou partiellement en matières poreuses et être préparés d'avance ou formés sur place dans le sol..
Dans le but d'accélérer la consolidation du terrain, l'in- vention prévoit l'application d'une charge sur les pieux poreux de façon à exercer une pression appréciable sur le terrain. Cette charge appliquée en vue de l'accélération de la consolidation du terrain peut dépasser sensiblement la charge permanente que le terrain est destiné à supporter.
A titre démonstratif, quelques exemples de réalisation de l'invention se trouvent décrits ci-après, avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un terrain consolidé à l'aide de pieux filtrants, Fig. 2 montre trois phases d'exécution d'un pieu filtrant, et Figs. 3 à 10 montrent des vues en coupe verticale de quelques
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variantes d'exécution d'un pieu filtrant.
La Fig. 1 montre un terrain créé par remblai d'une baie en bordure de la fier. Le terrain qui se trouvait sous la mer est formé de silt très fin 1. Le'poids des terres de remblai 2 le. soumet à une forte compression (flèches a), mais le tassement est normalement très lent par suite du peu de perméabilité du terrain 1. Grâce à l'exécution de pieux poreux 3, on permet l'écoulement aisé de l'eau par les drains constitués par ces pieux, en mettant à profit la pression à qui accélère l'évacua- tion de l'eau intersticielle suivant les flèches b.
La compression créée dans le terrain par l'incorporation à celui-ci d'une quantité importante de sable agit dans le même sens que la pression a, et accélère son action. La cavité formée dans le sol pour l'exécution d'un pieu est donc de préférence obtenue par refoulement du terrain et non par creusement. De plus, il sera avantageux d'exécuter le pieu par damage énergique de sable dans le sol, c'est-à-dire de soumettre le sable à des chocs pour produire son refoulement dynamique dans le sol. En effet, en supprimant ou réduisant temporairement les frottements internes, et en propageant dans le terrain des ondes de pression, les chocs de damage peuvent hâter l'expulsion de l'eau inters- ticielle.
La Fig. montre un mode d'exécution d'un pieu poreux. Un tube 4 est foncé dans le.sol jusqu'à la profondeur voulue, avan- tageusement en frappant avec un mouton 5 sur un bouchon 6 formé dans l'extrémité inférieure du tube, par exemple au moyen de pierrailles ou de béton. On expulse ensuite ce bouchon pour former la base du pieu dans le sol, on introduit du sable ou analogue dans le tube et on retire celui-ci en damant le sable, pour former le pieu poreux 7. Le sable peut être introduit en suspension dans l'eau, pour résister aux pressions du terrain.
Lorsqu'il est question de sable, il faut entendre par là toute
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matière non agglomérée formant une masse poreuse.
Dans le cas où le terrain aquifère peu perméable n'est pas soumis à une pression existante, on peut, comme montré en Fig. 3, appliquer une charge (flèche c) sur le pieu poreux 8, de façon à exercer une pression sur le terrain environnant et accélérer l'écoulement de l'eau suivant les flèches b.
Le pieu peut comporter une partie inférieure poreuse 9 moulée dans le sol (Fig. 4) et une partie supérieure 10 préparée d'avan- ce, par exemple en béton non poreux mais pourvue d'un ou plusieurs passages longitudinaux 11. Comme montré en Fig. 5, l'ensemble du pieu peut être préparé d'avance et être formé, par exemple, d'une partie en béton poreux 12 et d'une partie non poreuse 13 à évi- dements 14. Il va de soi qu'un pieu peut comporter un plus grand nombre de tronçons, alternativement filtrants et non filtrants, mais perforés. Il peut aussi être préparé d'avance en une seule pièce.
La Fig. 6 montre un pieu complètement moulé dans le sol, la partie 15 en sable ou analogue- et la partie ici en béton. Des tubes perforés 17 sont prévus pour l'écoulement de l'eau, Ils peu- vent constituer en même temps les barres longitudinales d'une cage d'armature.
Si les pieux sont destinés à porter une charge permanente, on peut y injecter, lorsqu'un état suffisant de consolidation du terrain a été atteint, un liant liquide approprié, afin de former un véritable pieu de fondation. Cette injection peut se faire à travers des tuyaux perforés introduits dans le pieu poreux, éven- tuellement à travers les passages 11, 14 ou les tubes 17.
La Fig. 7 montre un pieu comportant une base 18 damée dans le sol et un pilot non poreux 19, préparé; d'avance, par exemple en béton armé, qui est ancré par des armatures saillantes dans du béton plastique déversé sur la base, avant l'extraction d'un tube de fonçage préalablement.introduit dans le sol. Pendant le retrait de ces tubes, l'espace libre autour du pilot est rempli
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de sable ou analogue 20, avantageusement damé. La Fig. 8 montre un pieu similaire, mais une charge 21 est appliquée par l'inter- médiaire d'une couronne 23. De cette façon, une pression est exercée sur le terrain environnant, et le pieu, en particulier sa partie poreuse, suit parfaitement le tassement du terrain.
L'écoulement de l'eau peut se faire par des conduits ménages. dans la couronne 22 ou dans la périphérie du pilot 19. Le gui- dage de la couronne est assuré par le pilot. Um tel pieu est spécialement approprié pour supporter une charge permanente.
Le pilot 19 pourrait être remplacé par un fût bétonné sur place, par exemple à l'aide d'un tube de moulage introduit à, jeu dans le tube de fonçage ayant servi à, former la cavité de diamètre voulu dans le sol.
Dans le cas où une charge est appliquée au pieu et où la couche supérieure du terrain permettrait un refoulement latéral aisé d'une matière telle que le sable, l'emploi d'un élément rigide (tel que 10,.13, 16, 22) pour former la partie supérieure du pieu évite cet inconvénient. Cet élément rigide pourrait être enfoncé dans une masse de sable 23 introduite dans la cavité formée dans le soi, et affecter par exemple la forme montrée en Figs. 9 - 10, c'est-à-dire celle d'un noyau cylindrique 24 ou conique 25, se terminant par un chapeau cylindrique 26, ce noyau étant pourvu de perforations radiales débouchant dans au moins un conduit vertical.
Il va de soi que les pieuoreux peuvent être réalisés sous les formes constructives les plus diverses, du moment qu'on obtient des pieux poreux permettant l'écoulement vertical de l'eau intersticielle du terrain et qu'on accélère cet écoulement par une pression agissant sur ce terrain.