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"Pieu de battage"
Pour la construction de fondations, on connaît des pieux de battage 'dans lesquels un' sabot est mônté à l'extrémité ' inférieure de la tige du pieu et dont l'aire de la section supé-' rieure est plus grande que celle de la section de'la tige creuse du pieu. Lors du battage du pieu, il se produit entre la tige et la masse de terre repoussée par le sabota un espace creux qu'on charge par le haut d'une matière de remplissage, par exemple du gra- vier ou dubéton, pendant l'enfoncement du pieu, pour augmenter le frottement entre le pieu et la masse de terre.
L'invention a pour but de .créer un pieu de battage convenant à l'ancrage de pièces de construction, pouvant également s'enfoncer sans difficulté dans un terrain à bâtir parsemé de
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grosses pierres ou autres gros obstacles de pénétration, et dont l'enveloppe extérieure et le remplissage intérieur en béton peu- vent ttre exécutés immédiatement après le battage dans le terrain à .bâtir de façon rapide, bon marché et parfaite, en utilisant des outils simples de refoulement de béton.
L'invention consiste en ce que le sabot creux se terminant en'ooin vers le bas, porte à son extrémité supérieure des ouvertures de dégagement et en ce que le béton est refoulé sous pression dans le pieu par le haut, de manière telle qu'il sorte tout d'abord par les ouvertures de dégagement du cabot du pieu, pénètre par en dessous daris l'espace creux produit lors du battage du pieu tout autour de sa tige entre celui-ci et la masse de terre comprimée, et s'élève dans-cet espace creux autour de la tige du pieu, de manière telle que, par suit.9 de la pression éle- vée du béton, la masse de terre entourant l'espace creux soit encore compriméed'avantage et que l'espace creux s'élargisse de façon irrégulière correspondant à la résistance variable des couches de terrain traversées.
Grâce à l'invention, on aboutit à une augmentation extraordinaire de la capacité de charge du pieu battu parce que l'enveloppe en,,béton produire dans le sol à bâtir et solidement liée à la tige du pieu, s'appuie sur le terrain sur toute sa longueur.
Le frottement'périphérique entre l'enveloppe en bé- ton et le sol à bâtir constituant essentiellement la force por- tante et la résistance à la traction du pieu battu, est particu- lièrement élevé dans un pieu battu construit conformément à l'in- vention, parce que d'une' parts la section irrégulière de l'envelop- pe en béton augmente considérablement, ses surfaces de glissement par rapport au terrain et d'autre part, parce que, grâce à la fort compression du terrain, il se produit en outre une résistance de glissement élevée (glissement d'adérence) antre la masse de terre
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et l'enveloppe en béton.
D'après une forme de réalisation avantageuse de l'invention, on dispose à l'extérieur par intervalles sur les parois de la tige du pieu, des taquets d'évacuation en forme de coins au moyen desquels, lors du battage de la tige du pieu, l'espace creux qui se forme autour de la tige est continuellement évacué des masses de terre et des pierres y pénétrant à nouveau.
En outre, les taquets produisent des fissures à différents endroits de la paroi extérieure de l'espace creux, ce qui favorise la for- mation irrégulière d'un bourrelet de l'enveloppe en béton et augmen- te ainsi de façon particulière la capacité portante du pieu.
D'autres caractéristiques de l'invention résultent de la description basée sur le dessin, dans laquelle on représente plusieurs exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
En ce qui concerne l'exemple de réalisation repré- senté sur les Figs. 1 à 7, la Fig. 1 représente le pieu de battage entouré de béton jusqu'à son extrémité supérieure ; la Fig. 2, une vue de front du pieu de battage à .échelle agrandie ; la Figé 3, une- coupe longitudinale à travers le pieu de battage ; la Fig. 4, une vue en plan du pieu de battage ; - la Fig. 5, une coupe suivant la ligne A-B ; la Fig. 6, une coupe suivant la ligne C-D et la Fig. 7 une coupe suivant la ligne E-F de la Fig.3.
Les Figs 8 et 9 représentent un second exemple de réalisation suivant une coupe longitudinale verticale et en éléva- tion.
D'un troisième exemple de réalisation, la Fig. 10 représente en coupe longitudinale le pieu de battage muni d'une tige de battage qui y est Introduite; la Fig. 11, une coupe à travers la tête du pieu sui-
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van ligne 1 il le la Fig. 10; la Fig. 12, une coupe à travers la tige du pieu à hauteur d'une pièce intercalaire et d'une paire de taquets suivant la ligne III-III de la Fig. 10; la Fig. 13, une coupe à travers la tige du pieu im- médiatement au-dessus du sabot de refoulement suivant la ligne
IV-IV de la Fig. 10 ; la Fig. 14, une coupe longitudinale à travers le sabot de refoulement du pieu, parallèle au trépan ; la Fig. 15, une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig.
16 à travers le pieu en béton refoulé du pieu de battage terminé; la Fig. 16, une vue en élévation du pieu de battage et la Fig. 17, une coupe d'une autre forme de réalisation de la tige de battage.
A 1'-extrémité inférieure de la tige creuse du pieu construite en acier profilé, des Figs. 1 à 7, dont la longueur est choisie de façon correspondant à la profondeur de battage nécessai- re dans chaque cas particulier, et dont la section est mesurée d'après les sollicitations statiques prévues du pieu de battage en aciers. le sabot,,.du pieu 3 est soudé suivant 1'axe à la tige du pieu 1 ou y est fixé d'autre façon..La tige du pieu 1 peut être constituée de.plusieurs aciers profilés' soudés ou consister encore uniquement en un profild'acier creux.
Dans le sabot 3 du pieu est fixé (soudé) le trépan
2 dans le plan axial de la tige 1 de manière-telle que son extré- mité supérieure émoussée bute contre la tige 1 du pieu et que son extrémité inférieure aiguisée .dépasse librement vers le bas le sabot du pieu 3. Grâce au sabot construit de cette façon, le pieu est apte, au cours du battage, à casser de grosses pierres qu'il rencontre.
Le sahbot du pieu 3 est constitué soit d'aciers plats ou de tôles en acier découpées de.façon correspondante, 'soudées entre elles, comme on le voit sur les Figs. 2,3 et 7 du dessin,
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ou bien encore, il est constitua d'une pièce coulée en acier spécial quand un grand nombre de pièces identiques de pieux de battage en acier sont nécessaire à une fondation.
Le sabot du pieu 3 est creux et a une forme en coin telle que deux au moins de ses faces latérales opposées dépassent transversalement des deux côtés la section du pieu pour que, entre la tige 1 et les deux faces latérales, -plusieurs sections , de passage Q1 et Q2 libres, suffisamment grandes existent pour l'évacuation du béton refoulé dans le pieu de battage en acier.
Dans les faces latérales, on prévoit également de préférence encore les orifices Xàtravers lesquels le béton refoulé peut également sortir du sabot 3 du pieu par le dessous.
La plus grande largeur y du sabot-du pieu est choisie d'après le terrain de fondation et le genre de sol des différentes couches qui doivent être traversées lors du battage du pieu en acier.
A l'extrémité supérieure de la tige 1 du pieu est soudée la tête du pieu 6 en acier, à l'intérieur de la tige.
Elle est forée longitudinalement suivant l'axe de la tige 1 du pieu, pour que, par son intermédiaire, le tube 5 d'introduction du béton refoulé puisse être-introduit dans la tige 1 du pieu.
Dans la tige creuse 1 du pieu sont soudés par inter,- valles des pièces intermédiaires 4. Celles-ci 4 sont également forées longitudinalement suivant l'axe de la -tige du pieu, pour. que le tube 5 d'introduction du béton refoulé puisse également les traverser. A travers la tige 1 du pieu et les pièces inter- médiaires 4 sont'prévus perpendiculairement ou également oblique- ment par rapport à l'axe longitudinal de la tige du pieu, les orifices SZ1 et Z décalés à travers lesquels le béton refoulé provenant de la tige du pieu 1 peut pénétrer dans l'espace creux créé lors du battage du pieu par le sabot de refoulement 3 entre la tige du pieu et la masse de terre - qui l'entoure.
A proximité de l'extrémité supérieure est soudé
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extériterement tout autour de la tige du pieu 1, le bourrelet d'étanchéisation 9 dont la largeur et la position en dessous de l'arête supérieure du pieu, sont choisies également d'après le terrain à bâtir et la nature des couches de béton à travers lesquelles le pieu en acier est battu.
A travers la tête 6 du pieu, le tube 5 d'introduc- tion du béton refoulé pénètre profondéent vers le bas dans la tige du pieu et peut tourner à l'intérieur de celui-ci autour des deux axes longitudinaux communs. A l' extrémité supérieure du tube d'introduction 5 est soudée la tête de tube 7, et entre celle-ci et la tête du pieu 6 est :prévu le joint annulaire 8, Le tube 5 d'introduction du béton refoulé est interchangeable, c'est-à-dire qu'il n'est pas construit spécialement pour chaque pieu de battage en acier, mais qu'un élément unique suffit en général pour de nombreux pieux en acier de même longueur et de même section. le mode d'action et le but de la présente invention sont à présent les suivants :
Tout d'abord, le pieu de battage est battu dans le terrain à bâtir après en avoir retiré le tube d'introduction du béton refoulé. Lors de'l'enfoncement du pieu dans le sol de fondation, le sabot de refoulement 3, plus large, comprime, dans le sol de fondation la masse de terre autour'de la tige 1 et' crée par refoulement du sol, autour du pieu de battage en acier'ou de sa tige, un espace or-eux plus ou moins grand.
Celui-ci a en général une section se- rétrécissant vers le haut, et des essais ont'démontré qu'également, un sabot du pieu 3 n'ayant que de deux cotés la forme d'un coin, comme il est représenté sur le dessin, creuse un espace approximativement de largeur égale tout autour de la tige du pieu, bien que théori- quement, un espace creux ne pourrait se produire que sur les faces en largeur du sabot en forme de coin, par refoulement de la masse
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de terre. Il suffit donc dans la plupart des cas, que le nabot du pieu 3 n'ait la forme d'un coin que de deux cotes, et non des quatre côtés.
Peu avant la fin de l'opération, de battage, lors du dernier enfoncement du pieu de battage en acier, le bourrelet d'étanchéisation 9 prévu à l'extrémité supérieure du pieu, agit également .refoule devant lui sur un petit trajet la masse de terre sortant du bord supérieur du trou du pieu lors du battage et le comprime de telle sorte qu'il se forme à la partie supérieure du trou un bouchon de masse de terre qui obstrue vers le haut l'es- pace creusé autour de la tige 1 du pieu, au cours du battage.
Après le battage du pieu en acier, on introduit le tube d'amenée du béton refoulé 5 à travers la tête du pieu 6 dans la tige 1 et on l'appuie par sa tubulure 7 contre la tête du pieu 6 en intercalant un anneau servant de joint 8. Dans ce but, on utilise un dispositif de tendeur simple de genre connu comportant des taquets de retenue pouvant pivoter vers l'extérieur qui pénè- trent dans les deux orifices.11 de la tête du pieu 6.
Au moyen d'outils de betonnage connus, on refoule ensuite du béton par le tube d'amenée 5 dans le pieu de battage en acier, tout d'abord, uniquement à la partie inférieure du pi eu. Le béton remplit ainsi la partie inférieure de la.,tige' du pieu 1 et le sabot 3 et sort de celui-ci paroles sections d'évacuation Q1 et Q ainsi que par x les orifices/pour pénétrer !dans la masse de terre qui l'entoure.
Il forme ainsi le bourrelet 'de pied représenté sur le dessin de , la Fig. 1 tout 'autour du sabot et de la partie inférieure de la tige, et s'élève ensuite également avec une résistance accrue dans l'espace creux formé autour de la tige 1 du pieu. Par l'aug- mentation de pression qui -se'produit, le tube d'amenée du béton tourne d'environ 60 dans la tige du pieu, de sorte que les ori- fices Zi existant à la partie inférieure de la tige et servant à la sortie du béton dans la masse de terre, sont libérés.
Si alors la pression de refoulement augmente de nouveau, le tube d'amenée 5 tourne encore une fols d'un certain angle. Le béton
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sort alors par les orifices Z de la tige du pieu et s'élève dans l'espace creux qui l'entoure cette dernière jusqu'au bour- relet d'étanchéisation 9. Le tube d'amenée du béton 5 est alors retiré lentement de la tête du pieu 6 à une faible pression d'in- troduction du béton,; et le pieu de battage en acier est alors également rempli de béton à l'intérieur. Le pieu de battage en acier est à ce moment entouré de béton aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur, de sorte qu'une corrosion de l'acier est exclue.
±lois, en même temps,l'enveloppe de béton formée autour du pieu de battage augmente de façon considérable la force portante du pieu par suite de l'augmentation notable de sa section et du frot- tement périphérique intense ainsi obtenu entre l'enveloppe en béton et la masse de terre.
Le remplissage progressif de l'espace creux autour de la tige du pieu 1 par le béton refoulé par les orifices Z1 et Z2 ou par des orifices supplémentaires, ne doit pas seulement garantir un entourage complet de la tige du pieu 1 au moyen de béton, mais également favoriser la formation de bourrelets sur l'enveloppe de béton, grâce auxquels la force portante du pieu de battage en acier peut de, nouveau être augmentée de façon non négligeable.
Un seul tube d'amenée de béton 5. suffit au battage de nombreux pieux,@de mêmes dimensions, Il ne fait,pas partie constituante du pieu de battage en acier, mais sert seulement à la distribution par refoulement progressif du béton dans le pieu de battage en acier et: autour de celui-ci.
Par le battage' de 'pieux de battage en acier du genre de construction ici décrit dans des solo très denses tenaces, collants tels que la terre-glaise, l'argile, et analogues, pour favoriser la formation uniforme d'un espace libre autour de la tige du pieu 1 (au moyen du sabot 3), on soude ou on fixe d'autre façon d'autres sabots refouleurs plus petit;;, en forme de coins, sur les faces
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étroites du sabot du pieu 3.
Dans l'exemple de réalisation des Figs. 8 et 9, sont montés extérieurement aux parois de la tige du pieu, par intervalles,des taquets d'évacuation 12 en forme de coins.
Cas taquets sont disposés dans l'exemple représenté, aux endroits où sont prévus desorifices transversaux de la tige du pieu. Des taquets ont 'une forme anguleuse 'de.manière à recouvir les ori- fices transversaux à la manière d'un toit. Ils empêchent une pénétration de la masse de terre dans l'espace creux du pieu lundis que le béton refoulé par :Le tube 9 peut sortir par les taquets ouverts sur le coté.
A la partie supérieure de la tige 1 du pieu est disposé un organe d'étanchéité 14'réglable et amovible .
L'organe d'étanchéité 14 est composé de deux moitiés et porte une saillie 15 en forme de collet serrée à la tige du pieu par les vis de raccord qui assemblent les deux moitiés de l'organe d'étanchéité. ' '
La tige de pieu de l'exemple de réalisation suivant les Fig.s 10 à 16 est constituée de quatre cornières en acier 1 raccordées entre elles par des pièces intermédiaires 24.
La pièce intermédiaire supérieure a l'extrémité supérieure de la tige du pieu, est notablement plus longue que les autres, pour que, à la pièce intermédialire supérieure, un organe d'étanchéité, par exemple celui décrit auparavant à propos des Figs. 8 et 9, puisse être monté sous forme d'un organe d'étanchéité Indivise dans le sens' longitudinal. A. l'extrémité supérieure de la pièce intermédiaire 24 la plus haute, est soudé un anneau de renforcement 6 formant la tête de pieu.
Dans la pièce intermédiaire la lus basse, qui pénètre dans le sabot est soudée, une pièce de'compression 17 sur laquelle, pendant le battage du pieu, s'appuie une tige de battage creuse 18 introduite dans la tige du pieu. 'Sur cella-ci sont appliqués, de nouveau par intervalles les uns au dessus des
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aut-es, des taquets d'évacuation 12 en forme de coins, décales les uns par rapport aux autres. Sur les tôles en forme de coin du sabot du pieu sont montés des taquets d'évacuation'13 qui empêchent la pénétration de la masse de terre paroles orifices latéraux de sortie du béton.
Ce sabot creux 3 est recouvert au dessus par deux pièces en acier en forme de cornières 20 pour que, lors du battage, aucune terre ne par le haut dans le sabot -dU pi eu.
Pendant le battage du pieu, 'le mouton de battage ' frappe sur la tige de battage 18 qui dépasse-la tête 6 du pieu et transmet,la force de battage par la pièce de compression 17 au trépan 2 et au sabot 3. 'La tige du pieu constituée de quatre tiges en cornières d'acierr 1 et de pièces intermédiaires 24, n'est par conséquent pas soumise à des efforts de compression pendant le battage, mais est tirée vers le bas-dans le sol à bâtir à travers- le sabot dupieu dans 1 'espace creux libéré par celui-ci dans la masse de terre, et n'est par conséquent soumise qu'à la traction.
Après le battage du pieu, on refoule par la tige de battage creuse 18 du béton sous pression élevée, d'abord dans le sabot creux et ensuite, en retirant progressivement la tige de battage 18 de'la tige du pieu, dans cette dernière et dans l'espace creux produit autdur- d'elle dans la masse-de terre.
Au lieu des pièces intermédiaires 24 en forme d'anneaux montées par intervalles sur la tige du pieu, on peut également choisir une armature en spirale en acier rond, plat ou en ruban, parcourant toute'la longueur de la tige du pieu ; elle est alors soudée électriquement ou raccordée d'autre façon aux tiges en acier profilé ou rond formant la tige du pieu,
On peut aussi fixer à l'extrémité supérieure de la tige de battage 18 dépassant de la tête du pieu, un dispositif tendeur au moyen, duquel la tige du pieu constituée de barres d'acier rond légères peut être étirée par traction ou être tendue
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à l'avance.
On peut alors, utiliser également à la construction de la tige du pieu de battage des aciers ronds ou fils d'acier . minces, c'est-à-dire obtenir une sorte de b'éton précontraint dans dans le pieu de battage . rempli de béton. '
La tige de battage à introduire dans la tige du pieu peut égaiement est constituée d'un profil plein, ,par exemple un porte-brides disposé en largeur, représenté sur la Fig. 17. A une tige de battage à profil plein de ce genre, on peut raccorder sur toute sa longueur une ou plusieurs conduites d'amenée de béton 26 par lesquelles le béton est introduit sous pression dans le cabot et dans la tige du pieu.