<Desc/Clms Page number 1>
L'air comprimé est fréquemment employé pour la construction à sec d'ouvrages souterrains qui. après leur achèvement, se trouvent partiel- lement ou totalement immerges, soit dans l'eau, soit dans un terrain situé en dessous du niveau d'affleurement d'une nappe d'eau imbibant le sol.
La présente invention a pour objet un nouveau procédé d'appli- cation de l'air comprimé à la construction de tels ouvrages.
Pour mieux situer l'invention, Il convient tout d'abord de rappeler les trois procédés de travail à l'air comprimé actuellement connus et couramment employéso
Le premier procédé, dit de la "cloche à plongeur", est repré- senté schématiquement,, en coupe verticale, sur la figure 1 des dessins an- nexés. qui est relative à un exemple d'application.
L'enceinte dans laquelle on introduit l'air comprimé est une "cloche" 1. sorte de boite sans fond, de forme habituellement parallélépi- pédique. Cette cloche est plongée dans l'eau et vient reposer sur le sol
S ; elle communique avec l'extérieur par un tube 2 terminé par un sas 3.
N1 est le niveau de l'eau.
Au moyen d'un compresseur d'air, non représenté sur la figure. on introduit de l'air comprimé dans la cloche 1 et dans le tube 2 qui la surmonte. L'air en excès s'échappant par le fond de la cloche, la pression d'air qui s'établit à l'intérieur est celle qui correspond à la pression atmosphérique augmentée de la pression correspondant à une hauteur d'eau h ; ce symbole représentant la profondeur d'immersion de la base ou du "couteau" de la cloche, ainsi qu'on le voit sur la figure.
Le sas est muni d'une porte, non représentée sur la figure. communiquant avec l'extérieur et d'une autre porte, également non représentée. qui permet de l'isoler du tube 2 surmontant la cloche 1. Le sas peut donc être mis en communication avec l'extérieur ou avec la cloche. La pression qui règne dans le sas est ; - tantôt la pression extérieure; - tantôt la pression d'air de la cloche; - tantôt une pression intermédiaire variables pendant les périodes au cours desquelles (les deux portes du sas étant fermées) on effectue la manoeu- vre, appelée sassement. qui a pour effet d'équilibrer les pressions de part et d'autre de l'une des deux portes du sas. Le but de cette manoeu- vre est d'ouvrir la porte en question.
Grâce au sas, on peut faire passer de l'extérieur dans la clo- che ou Inversement, des ouvriers ou des matériaux.
Les ouvriers qui se trouvent dans la cloche peuvent y effectuer des terrassements ou des travaux de construction en opérant soit à sec. soit dans une faible profondeur d'eauo
Qu'il s'agisse de terrassements ou de l'exécution de maçonneries, la cloche garde toujours une parfaite mobilité et elle est récupérée à la fin du travail.
Le deuxième procédé connu, dit du "caisson perdu", est représenté schématiquement. en coupe verticale, sur la figure 2 des dessins annexés, qui est relative à un exemple d'application.
L'espace dans lequel on établit la pression nécessaire à l'assèchement du sol est une boîte sans fond, appelée "caisson", dont la forme est analogue à celle de la cloche dont il vient d'être question et dans laquelle on peut pénétrer grâce à un sas 3' et un tube 2',
Comme on le voit sur la figure, le caisson en question se trouve à la base de l'ouvrage (par exemple, une pile de pont) que l'on se pro-
<Desc/Clms Page number 2>
pose de construireo
Le caisson est descendu "par havage" dans le sol S. qui peut être imbibé d'eau ou qui peut même être recouvert par une nappe d'eau d'une certaine épaisseur; c'est le cas- de la figure 2, N étant le niveau de l'eau.
Les efforts auxquels- le- caisson est soumis au cours de sa descente pouvant être considérables, ses parois doivent être résistantes et avoir (ainsi qu'on le voit sur la figure 2) une certaine épaisseur..
L'espace disponible à l'Intérieur du caisson 1 s'appelle la "chambre de travail".
Au fur et à mesure de la descente du caisson, on prolonge ses parois extérieures par des hausses 5 en tôle d'acier, en s'arrangeant pour que l'arête supérieure de l'enceinte constituée par ces hausses émerge tou- jours
Grâce à cette précaution, on peut exécuter des maçonneries 6. à sec. sur le plafond 7 de la chambre de travail.
L'ensemble formé par le caisson et les maçonneries qui le sur- montent constitue un bloc de plus en plus pesant, qui peut descendre dans le sol S malgré les frottements croissants qui s'exercent sur les parois latérales 8 du caisson et des hausses 5 qui les prolongent. Au fur et à mesure de cette descente, les matériaux extraits du sol. maintenu à sec sur la superficie de la chambre de travail, sont évacués par le tube vertical 2' et le sans 3' qui le termine.
Lorsque l'enfoncement est reconnu suffisant, le terrassement est arrêté et la chambre de travail est remplie de béton. Elle trouve donc incorporée à l'ouvrage définitif. d'où le nom de méthode du "caisson perdu".
Le troisième procédé connu. dit "méthode du bouclier", est représenté schématiquement. en coupe verticale, sur la figure 3 des dessins annexésqui est relative à un exemple d'application.
La cloche ou le caisson des méthodes précédentes est ici rem- placé par la paroi du souterrain 9. Le travail de construction du souter- rain progresse de la gauche vers la droite, l'évacuation des déblais extraits seffectuant en sens inverse. comme le montre la flèche f.
N est le niveau du sol et N1 le niveau de la nappe aquifère.
Dans la portion du souterrain où l'on travaille, règle la pres- sion d'air comprimé nécessaire pour équilibrer la pression de l'eau dans le sol au niveau de la partie Inférieure du souterraine Cette portion ul- time du souterrain constitue la chambre de travail. Elle est limitée, par la gauche, par un mur transversal (situé en dehors de la figure), dans le- quel est encastré un sas assurant la communication avec la portion du sou- terrain déjà terminée et avec l'extérieur, et. vers la droite, par un bou- clier métallique 10 de forme cylindrique, dont l'une des bases est perpen- diculaire aux génératrices et l'autre inclinée, comme on le voit sur la figure.
Le bouclier 10 est constitué par la surface extérieure du cy- lindre et par quelques planchers intermédiaires 10', qui jouent le rôle de contreventement et facilitent le travail des ouvriers. Les bords du ' bouclier sont coupants et sa pénétration dans le sol est facilitée par des vérins 11 qui prennent appui sur la partie du revêtement déjà exécutée.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients inhérents aux deuxième et troisième procédés précités, le premier procédé
<Desc/Clms Page number 3>
n'étant pas à retenir dans cette comparaison comme n'étant susceptible d'être employé que dans l'eau et non pas dans le sol.
Ces inconvénients sont les suivants :
Le procédé du "caisson perdu" participe aux difficultés de toutes les méthodes de havage la descente de l'ensemble de la construc- tion s'effectue par secousses et des coincements peuvent se produire avant que la cote désirée soit atteinteo
Dans le procédé du "bouclier", qui est par ailleurs lent et coûteux. les fuites d'air comprimé sont souvent importantes. car la pression de l'air dans le souterrain est plus forte que la pression de l'eau dans le sol au niveau de la partie supérieure du souterrain.
Il convient de noter que la méthode du "bouclier" est à ce point de vue particulier de la consommation d'air comprimé, moins satisfaisante que les deux procédés précédemment décrits tandis que la cloche ou le caisson ont leur arête inférieure horizontale, de sorte que l'air comprimé en excès peut seul s'échapper, il n'en est plus de même dans le cas du "bouclier";
la paroi constituée par le sol dans lequel pénètre le bouclier ne peut pas être revêtue, bien qu'elle ne soit jamais tout-à-fait étanche à l'airo Il en résulte que la méthode du "bouclier" n'est applicable que lorsque la couverture du souterrain est une couche de terrain dont l'épaisseur ou la constitution est telle que la perméabilité à l'air ne soit pas excessiveo
Suivant le procédé, objet de la présente invention, on enferme dans une enceinte ouverte à sa base, et par suite analogue à une cloche ou un caisson à bord inférieur horizontal, toute la portion du sol (située partiellement, tout au moines. en dessous du niveau de la nappe aquifère) dans laquelle on se propose d'effectuer des déblais ou des constructions.
L'Invention est essentiellement caractérisée par la construction de cette enceinte étanche à l'air "in situ", avant d'entreprendre l'exécution des déblais et la construction de l'ouvrage souterrain que l'on se propose d'édifiero
Le fait de construire l'enceinte à l'emplacement même qu'elle doit occuper et avant l'exécution des déblais de l'ouvrage définitif suffit à distinguer le procédé nouveau des deuxième et troisième procédés précédemment décritso
En effet. dans le deuxième procédé. l'enceinte n'arrive à sa position définitive qu'à la suite d'une descente par havage et selon le troisième procédé. elle est constituée.
au fur et à mesure de la progression des déblais, par le revêtement même du souterrain que l'on se propose de construireo
Les différents modes de mise en oeuvre de l'invention doivent être adaptés à la nature particulière de l'ouvrage à construire.
A titre d'exemple non limitatif. il est décrit ci-après un mode de construction. conforme à l'invention, à faible profondeur mais en dessous du niveau de la nappe aquifère. d'un souterrain (pour chemin- de fer. route, canalisation, ou pour tout autre usage).
Les figures 4 à 9 des dessins ci-annexés montrent les phases successives de la constructiono
Sur toutesces figures
N est le niveau du sol N est le niveau primitif de la nappe aquifère et les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 4 est une coupe verticale du terrain dans lequel on se propose de construire le souterrain; cette coupe est faite perpendiculairement à l'axe longitudinal de celui-cio
En opérant au'fond d'une excavation 12 creusée en terrain sec. on a réalisé deux parois 13 verticales et parallèles à. l'axe longitudinal du souterraine constituées par battage de rideaux de ¯palplanches métalliques ou en béton armé.
Ces parois devant être aussi étanches que possible à l'air comprimé, on peut avantageusement avoir recours à un procédé connu permettant d'obtenir, non pas un rideau de palplanches qui restent distinctes les unes des autres mais un ensemble monolithique continu.-
Sur la figure 5, l'ensemble précédent a été complété par un plafond ou toit 14 en béton armé, liaisonné avec les deux parois verticales 13.
puis on a remblayé et reconstitué la chaussée 15 (si l'on opère dans la rue d'une ville)o Le travail en sous-sol se poursuit alors sans gêner la circulation urbaine.,
La figure 6 est un piano Le toit 14 en béton armé est figuré en traits pleins tandis que le tracé des parois 13 est représenté en pointilléso On volt sur la figure que ces parois sont complétées par des cloi= sons transversales provisoires 13'. c'est-à-dire perpendiculaires à l'axe longitudinal du souterrain.
Une des parois 13 se retourne à angle droit pour raccorder par une sorte de couloir 15. l'espace rectangulaire 16, dans lequel on se propose de travailler, à une cavité latérale 17 (par exemple de forme circulaire comme montré sur la figure), qui est surmontée par la tour supportant le sas de liaison avec l'extérieure
Il convient de remarquer que le fait de ne pas placer la tour en question directement au-dessus de l'espace rectangulaire 16 a seulement pour but de dégager la chaussée; si une telle obligation- n'existait pas, @ on économiserait naturellement des déblais en plaçant la tour au-dessus dudit rectangle 16.
A titre de variante, on peut prévoir l'emploi de deux tours. l'une d'elles étant utilisée pour l'évacuation des déblais et l'autre pour 1-'introduction des matériaux.
Sur la figure 7. on voit que l'introduction de l'air comprimé a eu pour effet de faire baisser le niveau de l'eau dans le sol. entre les deux parois 13, jusqu'en N. cote du point le plus haut de la base de l'enceinteo On notera que. si la couverture du toit est trop légère, les pardis latérales auront dû±! au moment de leur constitution, être équipées pour pouvoir résister à des efforts d'arrachement.
Dans la situation correspondant à la figure 7. on a pu effectuer la totalité des déblais à sec. Si les parois ont une raideur convenables on a. de même, pu travailler à pleine fouille en se dispensant de tout étaiement, la pression d'air jouant par elle-même un rôle analogue à celui de véritables étais matériels.
La figure 8 correspond à l'ouvrage terminé, le revêtement intérieur en béton 4 assurant dès lors la stabilité de l'ensemble sans l'aide de l'air comprimé et les parois 13 et le toit-14 restant normalement Incorporés à. l'ouvragea
La figure 9 est un plan analogue à celui de la figure 6 mais à plus petite échelle. On y voit que l'enceinte initiale 16 peut être prolongée par d'autres enceintes analogues 16', au moyen de cloisons transversales 13' supplémentaires provisoireso
<Desc/Clms Page number 5>
En supprimant successivement les cloisons transversales 13' on peut travailler dans une série d'enceintes successives en utilisant la même tour de liaison avec l'extérieur.
Il est naturellement loisible, sans sortir du cadre de l'invention, d'employer d'autres modes de construction s'adaptant à la nature particulière des ouvrages souterrains et permettant de réaliser en premier lieu l'enceinte étanche à l'air et ouverte à sa base. "in situ", suivant la caractéristique essentielle de l'invention définie précédemment.
R E S U M Eo
Nouveau procédé d'application de l'air comprimé à la construction d'ouvrages souterrains caractérisé par les points suivants pris ensemble ou Isolément
1 ) Réalisation "in situ". par tous moyens appropriés, d'une enceinte étanche à l'air et ouverte par le bas. avant d'entreprendre l'exécution des déblais et la construction de l'ouvrage souterrain; enceinte qui reste normalement incorporée à l'ouvrage définitif.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.