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PERFECTIONNEMENTS AU BATTAGE ET A LA FORMATION DE PIEUX'DE'BETON TUBES.
La présente invention a trait au battage de pieux et spéciale- ment au type de pieux faits de béton, généralement coffrés par un tubage mé- tallique et qui présentent certains avantages techniques et économiques par comparaison avec certains autres types de pieux.
Pendant la formation proprement dite de pieux battus coulés sur place ou de pieux battus prémoulés ou d'autres types de pieux battus, dans le cas où la fonction principale du pieu consiste à offrir une fores portante de bout, il est très désirable que la résistance par frottement que la surface latérale du tubage ou du pieu présente lors du processus du battage,, soit ré- duite au minimum.
Les raisons principales de cette exigence sont que si elle est satisfaite, l'énergie requise pendant le battage est réduite ou bien la vitesse du battage est augmentées et que si elle ne 1?est -pas, une indica- tion entièrement erronée sur la charge de sécurité peut être obtenue lors du battage du tube ou du pieu à cause du fait qu'une grande partie de l'é- nergie de battage est dépensée à vaincre la résistance par frottement qui s'exerce sur la surface latérale du pieu, surface qui est en contact avec la couche supérieure du. terrain. La charge de sécurité dépend en général de la résistance obtenue par la pénétration du pieu dans une couche sous-ja- cente de terrain résistant.
La présente invention est sortie de 1?étude de ces exigences, particulièrement de celle qui vise à réaliser une,conservation :maximum de 1?énergie dépensée pendant le battage.
Selon 1.9 invention.? le coup de battage de pieu est appliqué au- dessus de la base du pieu,, base où la résistance à l'enfoncement est concentrée dans une grande mesure et, dans de tels pieux battus à la base, un tubage mé- tallique mince est employé qui est muni d'un sabot de battage, dont le dia- mètre est quelque peu plus grand que celui du tubage métalliqueo
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Le système proposé pour unpieu battu à la base fait notamment usage d'un tubage métallique comparativement mince.,dont l'extrémité infé- rieure est fermée par un sabot ou une tête de battage (appelée ci-dessous
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"sabot")
p tubage qui est battu à la profondeur voulue au moyen dun mouton qui agit à 19întérd:eur du tubage et qui transmet l'énergie cinétique direc- tement à l'extrémité inférieure du pieu, par l'intermédiaire dudit sabot.
Du fait que le sabot a un diamètre légèrement plus grand que le diamètre ex- térieur du tubage, l'objet de l'invention se trouve atteint car le frotte- ment du sol sur la surface extérieure du tubage en est réduite à une valeur
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limitée ce qui permet d9employer des tubages métalliques à paroi relative- ment mince, Généralement;,, le tubage est attaché au sabot et ainsi,, l'effet de la chute du mouton à chute libre, qui agit directement ou indirectement9
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par lgzntexnaed3¯a.a.re d'un matelas de sable., sur le sabot, nest pas seule- ment de vaincre la résistance du sol sous le sabot., mais est aussi;, en même temps, de tirer le tubage vers le bas.
Il n'est pas important que le sabot soit attaché à demeure au tubage, cardans certaines formes de pieux, il est requis que le sabot soit amovible en -vue de la formation d'un pieu à base élargie
Si la longueur initiale du tube métallique s9avère trop courte pour atteindre la couche de terrain résistant convenabledes tronçons sup- plémentaires de tubage peuvent lui être attachés par soudure à pied découvre; tout excédent de tubage peut être enlevé par découpage au chalumeau.
Après que le sabot et le tubage ont été battus à la profondeur ou la résistance nécessaire sétablit et que la profondeur appropriée a été atteinte, le mouton, qui agit à l'intérieur da tubage, en est retiré. Le tu- bage peut être rempli de béton et le pieu est ainsi terminé,
Afin que l'invention puisse être clairement comprise et aisément mise en oeuvre, il est fait référence aux dessins annexés.
La fig. 1 représente schématiquement le battage et la formation d'un pieu de béton tubé selon la présente invention, le mouton;, destiné à battre le sabot et le tubage du pieu, étant actionné à partir d'un véhicule à chenilles ou par une autre méthode ordinaire de battage de pieux,
La fig. 2 représente Inachèvement du battage du sabot et du tu- bage par le mouton.
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La frigo 3 représente le pieu terminé après que le mouton en a été retiré et que le tubage a été rempli .de béton de la manière habituelle,,
Dans les agencements ci-dessus,,le sabot de battage est attaché à demeure au tubage.
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Les figo lez9 5g 6 et 7 représentent schématiquement une variante de leinvention, variante où le sabot de battage de pieu est amovible par rap- port au tubage.
La fig. 4 représente le commencement du battage du tubage et du
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sabot par un mouton actionné à partir dune chèvre à trsis pieds.
La fig ..5 représente une phase postérieure oÙ.le tubage et le sa- bot ont été battus à la profondeur requise et où une quantité prédéterminée de béton a été introduite dans 1 s extrémité inférieure du tubage
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La f 3go 6 représente la phase suivante ou. le tubage est retiré sur une certaine hauteur et où le béton précédemment introduit est foulé par le mouton pour former une base élargie
La fig. 7 représente la phase finale,où le tubage est complète- ment rempli de béton pour former le pieu.
Dans les agencements ci=dessus des sabots amovibles sont employés avec les tubages de pieux.
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La fig. 8 représente une élévation en section et a une échelle
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agrandie de 1?extrémité inférieure du tubage de pieu et du sabot de battage y associé, somme ceux des fig. 4 à 7.
La fig. 9 représente une section suivant la ligne 9-9 de la fige8.
La fig. 10 représente une vue semblable à celle de la figo 8, montrant une variante de l'invention.
La fige 11 représente une section suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.
La fig. 12 représente une vue semblable à celle des fige 8 et 10 mais montrant une autre variante.
La fig. 13 représente une section suivant la ligne 13-13 de la fig.12.
La fig. 14 représente schématiquement en section et en éléva- tion la méthode de battage de pieux où le sabot est battu en même temps que le tubage de pieu est battu par une action exercée sur son extrémité supé- rieure .
Les agencements représentés fig. 8 à 14 incluse font aussi usage de sabots de battage amovibles.
La fig. 15 représente une élévation en sections, à une échelle a- grandie, d'un sabot de battage et du tubage métallique y associé comme ceux des fig. 1 à 3dans lesquels le sabot de battage est fixé à demeure au tu- bage.
La fig. 16 représente une variante., ou le sabot de battage est fixé à demeure au tubage et montre un type de sabot de battage armé et de forme allongée.
La fig. 17 représente une section suivant la ligne 17-17 de la fig. 16 Dans toutes les figures des indicatifs semblables sont employés à indiquer les mêmes parties.
Il est maintenant fait référence aux dessins en générale 18 in- dique le tubage métallique et 19 le sabot y associé.20 désigne le mouton de battage qu'un dispositif ordinaire peut soulever et peut laisser retomber comme il a été précédemment décrit;
Divers types de sabots,ou de sabots de battage 19 peuvent conve- nir, mais il est préférable d'employer un sabot de battage de béton prémoulé comprenant une partie conique 19a, une partie cylindrique 21 et une partie cylindrique en forme de collet 22, ce qui assure Inexistence dune embase 24 Le collet 22 s'ajuste à l'intérieur de l'extrémité inférieure du tubage ' tallique 18 de manière que l'extrémité du tubage repose sur ladite embase 24.
En outreune bague fendue 25 (voir plus particulièrement les fig. 8, 14, 15 et 16) est soudée à l'extrémité inférieure du tubage 18 de manière à embrasser ce dernier et le renforcer en ce point.
Le collet cylindrique 22 peut avoir un bout, plat 26, comme le montrent les fig. 1 à 3 et-les fige la,12, 14, 15 et 16, bout sur lequel re- pose une masse de sable ou de béton sec de battage 27qui forme un matelas.
Dans une variante, le sabot peut se terminer par une partie supérieure en forme de cône 28 (voir fig. 4 à 8). Le but poursuivi en donnant une forme co- nique à cette partie du sabot, partie qui se loge à l'intérieur du tubage,con- siste à augmenter la pression latérale exercée par le matelas de battage de sable ou de béton sec lorsque ledit matelas est soumis à la force de battage du mouton et à assurer de cette façon que le tubage soit tiré vers le bas avec le sabot.
Dans un autre agencement (fige la) le collet 22 du sabot est garni d'un tube métallique 29 qui s'étend au-delà du collet 22 et qui reçoit
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le tubage métallique 18 qui lui est légèrement attaché par des soudures
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dune résistance limitée.
Dans cette dernière constructions, Pextrémité du tu- bage métallique peut être fendue longitudinalement et les pans obtenus sont alors recourbés à angles droits avec l'axe du pieu., comme en 30.Dans un autre agencement., non représenté, le collet du sabot reçoit le tubage métal- lique et un plat d'acier est soudé, dans le sens du diamètre du tubageen
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un point situé au-delà de 13extréwàté du collet du sabot, le tubage étant rem- pli de béton sec qui fome un matelas destiné à recevoir les coups du mouton à chute libre
Dans la construction représentée fig14, où le sabot de béton 19 reçoit le coup' du mouton à chute libre et où le tubage métallique 18 n'est pas attaché au sabot et est battu indépendamment de ce dernier,
il est fait usage d'un mouton à double effet asservi 31 qui agit sur l'extrémité extérieu- re supérieure du tubage 18, le câble de levage 32 du mouton à chute libre pas- sant par une ouverture axiale du mouton 31, de manière que le mouton à chute libre 20 et le mouton à double effet asservi 31 puissent fonctionner simulta- nément.
Une forme constituant une variante., de sabot de béton prémoulé est représentée fig. 16 et 17 et comprend une partie de battage tronconique 33, comparativement allongée et pourvue d'un collet cylindrique 22,comme il est décrit ci-dessus destiné à se loger dans 1?extrémité inférieure ouverte du tubage métallique 18.
Dans ce cas., le sabot est armé selon la pratique re- çue et le tubage est pourvu à l'extrémité ouverte d'une bague de renforce- ment 25,soudée en positionle tubage reposant sur l'embase, mais étant es- pacé par rapport au collet du saboto Le sabot 19 est toutefois fixé à demeure
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au tubage 18., la manière de réaliser cette fixation consistant à faire usage de ciment foisonnant 34 ou9 dans une variante y a. resserrer l''eXtrémité infé- rieure du tubage 18 de manière à donner lieu à des pressions considérables entre le tubage et le collet 22 du sabot.
La méthode de formation du pieu consiste généralement, dans le
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cas ou le pieu doit être pourvu d?une base élargie (comme le montrent schéma- tiquement les figo 4 à 7)s va battre le tubage 18, muni d9un sabot approprié 19, à la profondeur va laquelle le pieu est apte va supporter la charge de mise en oeuvreavec un coefficient de sécurité convenable.
Le mouton 20, qui agit à l'intérieur du tubage 18, en est alors retiré et une première charge de bé- ton 35 d'une consistance convenables, est introduite dans le fond du tubage (figo 5); le tubage est alors soulevé de quelques pieds (figo 6) par une trac- tion directe ou à l'aide d'un vérin, tandis que le sabot 19 reste immobile;
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la charge initiale de béton est ensuite foulée vers 19,extérleur à 1?aide du mouton à chute libre 20, de manière à former une base élargie 36 (figo 6);
le pieu est enfin terminé en remplissant le tubage de béton de manière à obte- nir le pieu fini représenté fig. 70
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Le tubage 18 est généralement tiré vers le bas par l?effet de Inaction du mouton sur le sabota mais, comme il a été exposé ci=dessus, une variante proposée consiste à faire agir un mouton à chute libre à 13 intérieur du tubage et à y battre un sabot non attaché au tubage,tandis que le tubage
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est maintenu en contact étroit avec le sabot par 19effet de Inaction de mou- tons à double effet asservi sur le sonmet du tubage.
Ainsi, 1?énergie de bat- tage principale est fournie par le mouton à chute libre agissant à 1?intérieur du tubage., tandis que le frottement latéral peu important., agissant sur le tu-
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bage51 est vaincu par l'action rapide de moutons automatiques comparativement petits, fonctionnant au-dessus du niveau du solo Après que le sabot a été bat-
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tu à refus requis, les moutons sont 6tés., une charge initiale de béton est in- troduite dans le tubagele tubage est soulevé et une base est formée comme
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il a été décrit cri-dessus
Bien qu'un sabot de béton prémoulé soit préférable pour la mise en oeuvre de l'invention,l'emploi d'un tel sabot ne lui est pas essentiel car
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l'utilisation d'autres types de sabots,,
par exemple de sabots m'étalliques, est envisagée pourvu, quils possèdent la caractéristique qui consiste en ce que
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le sabot a un diamètre plus grand que le diamètre extérieur du tubage, à 1' effet de rendre minimum le frottement sur la surface latérale du tubage pen- dant que ce dernier est en voie de battage.
L'avantage principal des pieux; de béton tubés battus à la base consiste, selon la présente invention,en ce que l'on obtient une conserva- tion maximum de l'énergie en appliquant la force du battage à la base du pieu, base où la résistance à l'enfoncement est concentrée dans une grande me- sure, évitant ainsi une perte considérable d'énergie qui a lieu lorsque on for- me des pieux de béton tubés en appliquant les coups de mouton sur le sommet du tubage ou, dans une variante, par l'intermédiaire d'un chapeau.
En outre,en faisant usage d'un sabot dont le diamètre est plus grand que celui du tubage, le frottement agissant sur la surface latérale du pieu est notablement réduit, ce qui permet d'employer des tubages à paroi re- lativement mince, plus mince que dans le cas où cette condition n'est pas rem- plie.
Des charges de mise en oeuvre supérieures peuvent être prévues pour les pieux de béton tubés,par comparaison avec les pieux de béton non tubespour les raisons suivanteso Le tubage garantit le pieu contre le danger d'étranglement et la présence du tubage supprime la possibilité d'une action nuisible des eaux souterraines, telle que l'érosion du ciment contenu dans le béton,érosion qui entraîne une perte de résistance. En outre, le tubage empê- che les eaux souterraines contenant des sulfates d'attaquer le béton.
Un autre avantage du pieu selon 1?invention est que, contraire- ment aux pieux de béton prémoulé ou aux pieux de béton coulés sur place et non munis de tubage permanent, pour lesquels l'état du pieu sous la surface du sol ne peut être connu avec exactitude,le tubage du pieu de béton tubé pro- posé peut être examiné après qu'il a été battu pour s'assurer qu'il n'est pas endommagé et que,par conséquent, l'état du pieu terminée sous le niveau du sols, est exactement connu.
REVENDICATIONS. -
1/ Procédé de battage et de formation de pieux en béton tubés, consistant à fermer l'extrémité inférieure d'un tubage métallique par un sabot dont le diamètre est plus grand que le diamètre extérieur du tubageà battre le sabot et le tubage y associé à la profondeur requise au moyen d'un mouton agissant à l'intérieur du tubage et transmettant l'énergie cinétique directe- ment à l'extrémité inférieure du tubage par l'intermédiaire dudit sabot, à re- tirer le mouton et enfin à remplir le tubage de béton.