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pour : Procéda d'exécution do pieux moulas On sait que la force portante d'un pieu moulé dépend de deux éléments majeurs, à savoir les caractéristiques mécaniques du sol porteur et l'exécution du fût porteur. Dans le cas des sols hétérogènes avec couchée compressibles et, plus particulièrement, dans les couches alluvionnaires parcourues par des courants d'eau souterrains, l'opération de bétonnage est particulièrement délicate.
Aussi est-on parfois conduit à protéger le béton frais par un chemisage constitué par un tube en acier ou par des anneaux en béton préfabriqué. Ce chemisage, généralement onéreux, a l'inconvénient de réduire le frottement latéral entre le pieu et le terrain.
Le procédé selon l'invention permet, notamment, d'augmenter l'adhérence entre le pieu et le sol tout en protégeant efficacement l'ossature du pieu.
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Conformément à l'invention, on exécute un trou ayant pour diamètre le diamètre nominal du pieu, on maintient en place les parois du trou en coulant dans celui-ci, au fur et à mesure de son avancement , un mortier liquide, on place selon l'axe du trou, une fois la perforation terminée, une cellule dilatable radialement et ayant approximativement la longueur du pieu, on accroît progressivement le diamètre de la cellule dilatable en envoyant dans celle-ci un fluide ou pression et l'on maintient la pression jusqu'à la prise du mortier, puis on dégonfle la cellule de manière à la décoller des parois du pieu, et à l'enlever complètement, et l'on remplit la cavité cylindrique ainsi formée avec du béton.
La mise en place et le gonflage de la cellule dilatable, selon l'invention, permettent de former selon l'axe du pieu un trou central qui, après prise de l'anneau périphé- rique, sera rempli d'un béton de haute qualité Le béton peut en effet, être coulé à sec dans des conditions très favorables pour sa résistance structural** Par ailleurs, un examen rapide du trou central (contrôle de l'étanchéité, *tasse) permet de s'assurer de la continuité et de la qualité de l'anneau périphérique.
Le gonflage de la cellule permet d'essorer le mortier et d'augmenter ainsi sec caractéristiques mécaniques.
Il accroît l'adhérence entre le Mortier et le terrain naturel grâce à la précontrainte normale ainsi réalisée et maintenue pendant le temps de prise du mortier. Enfin, ce mortier reconsolide le terrain lui-même dans la zone périphérique ce qui augmente les caractéristiques mécaniques*
Suivant l'invention, on peut aussi mettre en place, en même temps que la cellule et autour de celle-ci, une frotte par exemple hélicoïdale de diamètre légèrement inférieur au trou, ce qui permet, notamment, de maintenir la cellule en position.
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Le rôle de la frette hélicoïdale n'est pas essentiel en lui-même mais il permet d'accroître l'efficacité du système. Sans sa présence, la pression maximale de précontrainte serait limitée par la résistance de la coucha de terrain ayant les caractéristiques les plus faibles et l'on risquerait de voir se forcer des sortes de hernies pouvant amener un éclatement de la cellule.
A cet effet, on pourra utiliser soit des feuilles de métal déployé enroulées hélicoïdalement, soit un ferraillage étudié avec une section d'acier et un espacement tels qu'il puisse s'opposer à une surdilatation locale de la cellule à sa pression de servies et quelle que soit la qualité du terrain.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, on ajoute au mortier liquide, coulé dans le trou au fur et à mesure de son avancement, un faible pourcentage d'argile., en vue de rendre le mélange thixotropique, ce qui évite l'emploi de tubages. Toutefois, l'emploi d'un tubage extérieur peut parfois s'imposer, auquel cas celui-ci sera en place de la manière usuelle mais sera retiré après introduction de :LA cellule dilatable et avant non Gonflage.
Conformément à l'invention, il est également possible, avant de retirer la cellule, de la ramener à @ou diamètre nominal, d'ajouter de la laitance autour de :La cellule, par exemple en pompant dans le tond du trou, puis de regonfler la cellule pour serrer le mortier contre la paroi, cette opération pouvant être répétée, éventuellement, plusieurs fois.
En outre, le procédé de l'invention peut être complété par la formation d'un ou plusieurs bulbes, 4 la base ou en des points intermédiaires de la longueur du pieu* Ce bulbe sera réalisé une fois que la cavité cylindrique aura été obtenue et avant que cette cavité soit remplie de béton. Dans ce but, on pourra utiliser une cellule dilatable
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descendue à la hauteur voulue ou tout autre moyen, tel que des moyens mécaniques classiques comme un éclateur de roche ou un dilateur constitué, par exemple, par deux dorai-coquilles écartées par un jeu de vérins. Ce bulbe sera rempli avec le béton introduit dans la cavité cylindrique et permettra d'augmenter l'adhérence du béton avec le sol et/ou le mortier périphérique.
Par ailleurs,on utilisera avantageusement de l'eau comme fluide de gonflage de la cellule. Le dégonflage de la cellule se fera alors soit en ouvrant la cellule, de telle sorte que, par inerties l'eau s'échappera d'elle-même, soit par pompage, soit encore en envoyant de l'air sous pression, notamment dans le cas de pieux très longs,
De préférence, la cellule sera descendue remplie d'eau et avec une légère dilatation. Son introduction dans la laitance sera facilitée par la présence de la frotte hélicoïdale. Sinon, on pourra prévoir divers moyens pour faciliter cette introduction.
Par exemple, une pièce oonique pourra être engagée dans l'extrémité inférieure de la cellule, l'extrémité d'une barre rigide da longueur sensiblement égale à la longueur du pieu étant accrochée à cette pièce conique, Une fois que l'extrémité de la cellule aura été descendue au fond du trou, il suffira de décrocher la barre de la pièce conique et de la sortir du trou.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention procure, en outre, divers avantages aussi bien techniques qu'économiques. C'est ainsi qu'on a l'assurance d'avoir un fût continu et constitué par du béton d'aussi bonne qualité que dans la superstructure de l'ouvrage, grâce à la présence de l'anneau protecteur en mortier. En fait, des mouvements de terrain et dos courants souterrains peuvent éventuellement provoquer des étranglements ou détériorations de l'enveloppe extérieure tout comme dans un pieu ordinaire, mais coa
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déformations seront plus faibles en raison de l'effet de précontrainte sur la paroi, et surtout seront immédiatement contrôlables après le retrait de la cellule : on pourra donc y remédier avant de couler au centre le béton porteur.
Il résulte, en outre, de l'emploi du procédé de l'invention une amélioration très importante de l'adhérence entre le pieu et le terrain par augmentation des contraintes normales à la paroi et reconsolidation du sol périphérique.
Cet avantage est particulièrement sensible dans le cas des pieux pour lesquels le frottement latéral constitue un élément important de la force portante et dans le cas des ancrages.
Par ailleurs, les tassements sont diminuas grâce à l'accroissement du module de déformation du terrain sur la paroi latérale et la base du pieu.
Un autre avantage du procédé de l'invention réside dans le fait quo la mise en pression de la cellule et le relevé des déformations correspondantes constituent un essai pressiométrique à grande échelle de la mesure des caractéris- tiques mécaniques du terrain, comme décrit dans le brevet français n 1.117.983 du 19 Janvier 1955.
D'autres avantages, surtout d'ordre économique, sont les suivants - Les possibilités d'essorage qui permettent le gonflage de la cellule peuvent être mises à profit an coulant un mortier très maniable et pouvant être très facilement pompé à partir d'un centre de fabrication ; - Possibilité d'éviter l'emploi de tubage grâce à l'utilisation d'un mortier thixotropique. Il faut noter cependant que l'emploi d'un tubage extérieur peut parfois s'imposer auquel cas le tubage extérieur sera mis en place de la manière usuelle mais sera retiré après introduction de la cellule dilatable et avant gonflage de celle-ci ; - Facilité de mise en place du béton central par simple déversement et vibration, par exemple ;
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- Meilleure liaison en tête avec la structure.
La description qui va suivreen regard des dessins annexés fera bien comprendre comment le procédé de l'invention peut Atre mis en oeuvre dans la pratique.
Les fig. 1a - 1b et 2 à 4 montrent les étapes successives du procédé dans un mode de réalisation de l'invention la fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de. la fig. 2 montrant l'accrochage de la cellule à la frotte lors de sa descente dans le trou ; et la fig. 6 est une vue de détail schématique de l'extrémité inférieure d'une cellule.
Pour réaliser un pieu moulé selon l'invention, on commence par exécuter un trou 1 ayant pour diamètre le diamètre nominal du pieu. A cet effet, on peut, par exemple, soit utiliser des engins 2 (fig. lA) tels qu'une benne Bénoto, soit battre une pointe en béton 3 (fig. 1b) avec des éléments successifs tels que des rails, des poutres, etc... 4, au moyen d'une sonnette 5..
Au fur et à mesure de l'avancement du trou, on maintient les parois du trou en place en coulant dans celui-ci une laitance de ciment épaisse 6 à laquelle on ajoute, de préférence, un certain pourcentage de bentonite de façon à avoir un mélange thixotropique. La laitance est mise en place de manière appropriée, par exemple par pompage directement en fond de forage. A cet effet, une simple pompe à boue actionnée à la main peut être suffisante. On pourrait aussi, le cas échéant, utiliser un tubage extérieur (non représenté).
Une fois que la perforation est terminée, on peut mettre en place, selon l'axe du fond (fige 2), un ferraillage
7 et une cellule dilatable radialement 8. Le ferraillage est avantageusement constitué par une frotte hélicoïdale qui doit laisser passer le mortier lorsque celui-ci, sous l'action de
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la cellule dilatable, sera progressivement serré contre la paroi en partant du c entre du pieu. La frette doit aussi éviter que la cellule placée intérieurement se dilate localement au-delà d'un certain diamètre. A titre d'exemple, le ferraillage pourra être constitué par une frette de 5 mm de diamètre avec une distance entre les spires de 4 à 6 cm.
On peut aussi employer des feuilles de métal déployé enroulées hélicoldalement et qui constituent une solution économique.
La cellule 8, que l'on place dans la frette,est entièrement souple, ce qui facilite son transport et sa miss en place. Elle a, de préférence, une longueur standard, par exemple deux mètre;3, quatre mètres, six mètres, etc..., de manière que la surlongueur de la cellule par rapport au pieu soit faible, par exemple inférieure à doux métros. On empêche d'ailleurs tout gonflement de la surlonguour en plaçant cette dernière dans un tuyau souple 8a non dilatable de diamètre légèrement supérieur à la cellule.
Four descendre la cellule dilatatle, on la remplit d'un fluide, de préférence 'le l'eau, en lui donnant une légère dilatation. Si, comme dans le cas représenté, on utilise une frette, on pourra se servir de cette frette pour descendre la cellule remplie d'eau. Par exemple, on maintiendra la cellule 8 par des fers légers 9 fixés à la frotte 7, comme représenté sur la fig. 5. Bien entendu, ces fers devront pouvoir se déformer lorsqu'on dilatera la cellule.
Si, par contre, on n'emploie pas de frette,il sera commode de descendre la cellule à l'aide d'un dispositif tel que représenté sur la fig. 6 :l'extrémité inférieure de la cellule est engagée sur une pièce d'allure géniale conique
10 et elle est fixée sur cette pièce par un moyen quelconque 11. La pièce 10 comporte un trou oblique dans lequel est engagée l'extrémité coudée d'une barre rigide 12 ayant une longueur au moins égale à la profondeur du trou. Il suffira
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alors de descendre la cellule remplie d'eau, à l'aide de cette barre rigide et, lorsque la pièce conique 10 aura atteint le fond du trou, de décrocher la barre 12 pour la retirer du trou.
La mise en pression de la cellule se fait avec une pompa de type quelconque approprié qui envoie de l'eau dans ladite cellule, et l'on mesure le volume en fonction de la pression. Sous l'effet de la pression, le mortier est serré contre le terrain et est progressivement essoré ; on maintient la pression jusqu'à la prise du mortier (de 2 à 24 heures,selon la composition).
Dès quo le mortier a fait prise, on dégonfle la cellule, soit par simple ouverture libérant le fluide contenu dans la cellule, soit par pompage, soit encore, lorsque le fluide est de l'eau et, notamment, dens le cas de pieux très longs, en envoyant dû l'air sous pression. On retire aloro la cellule et on obtient un vide central 13 que l'on peut examiner et dont on peut contrôler la bonne exécution (fig.3).
Il est également possible, avant de retirer la cellule, de la ramener à son diamètre nominal (approximativement celui qu'elle a lorsqu'on la descend remplie d'eau), d'ajouter de la laitance autour de la cellule, par exemple en pompant dans le fond du trou, puis de regonfler la cellule pour serrer le mortier contre la paroi du trou.
On remplit ensuite le vide central 13 avec du béton 14 selon les règles de l'art avec ou sans ferraillage et l'on obtient un pieu (fig. 4) ayant les propriétés énoncées plus haut.
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for: Procedure for the execution of molded piles It is known that the bearing strength of a cast pile depends on two major elements, namely the mechanical characteristics of the bearing soil and the execution of the supporting shaft. In the case of heterogeneous soils with compressible layers and, more particularly, in alluvial layers traversed by underground water currents, the concreting operation is particularly delicate.
It is therefore sometimes necessary to protect the fresh concrete by a liner made up of a steel tube or of prefabricated concrete rings. This generally expensive lining has the drawback of reducing the lateral friction between the pile and the ground.
The method according to the invention makes it possible, in particular, to increase the adhesion between the pile and the ground while effectively protecting the framework of the pile.
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In accordance with the invention, a hole is made having the nominal diameter of the pile as its diameter, the walls of the hole are kept in place by flowing in the latter, as it advances, a liquid mortar, one places according to the axis of the hole, once the perforation is completed, a radially expandable cell and having approximately the length of the pile, the diameter of the expandable cell is gradually increased by sending a fluid or pressure therein and the pressure is maintained until the mortar sets, then the cell is deflated so as to detach it from the walls of the pile, and to remove it completely, and the cylindrical cavity thus formed is filled with concrete.
The installation and inflation of the expandable cell, according to the invention, make it possible to form a central hole along the axis of the pile which, after setting the peripheral ring, will be filled with high quality concrete. Concrete can in fact be poured dry under conditions which are very favorable for its structural strength ** In addition, a rapid examination of the central hole (check for tightness, * cup) makes it possible to ensure continuity and the quality of the peripheral ring.
The inflation of the cell makes it possible to wring out the mortar and thus increase dry mechanical characteristics.
It increases the adhesion between the Mortar and the natural ground thanks to the normal prestressing thus achieved and maintained during the setting time of the mortar. Finally, this mortar consolidates the ground itself in the peripheral zone, which increases the mechanical characteristics *
According to the invention, it is also possible to put in place, at the same time as the cell and around the latter, a helical wiper for example with a diameter slightly smaller than the hole, which makes it possible, in particular, to keep the cell in position.
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The role of the helical hoop is not essential in itself but it makes it possible to increase the efficiency of the system. Without its presence, the maximum pre-stressing pressure would be limited by the resistance of the ground layer having the weakest characteristics and there would be a risk of seeing the force of kinds of hernias which could cause the cell to burst.
For this purpose, we can use either sheets of expanded metal wound helically, or a reinforcement studied with a steel section and a spacing such that it can oppose a local over-expansion of the cell at its service pressure and whatever the quality of the terrain.
According to one embodiment of the invention, a small percentage of clay is added to the liquid mortar, poured into the hole as it advances, in order to make the mixture thixotropic, which avoids the use of casings. However, the use of an external casing may sometimes be necessary, in which case it will be in place in the usual way but will be removed after the introduction of: THE expandable cell and before not inflation.
According to the invention, it is also possible, before removing the cell, to bring it back to @or nominal diameter, to add laitance around: The cell, for example by pumping in the mow of the hole, then to re-inflate the cell to tighten the mortar against the wall, this operation being able to be repeated, if necessary, several times.
In addition, the method of the invention can be completed by forming one or more bulbs, 4 at the base or at intermediate points along the length of the pile * This bulb will be produced once the cylindrical cavity has been obtained and before this cavity is filled with concrete. For this purpose, we can use an expandable cell
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lowered to the desired height or any other means, such as conventional mechanical means such as a rock splitter or a dilator consisting, for example, of two dorai-shells separated by a set of jacks. This bulb will be filled with the concrete introduced into the cylindrical cavity and will increase the adhesion of the concrete with the soil and / or the peripheral mortar.
Furthermore, water will advantageously be used as the fluid for inflating the cell. The deflation of the cell will then be done either by opening the cell, so that, by inertia, the water will escape by itself, or by pumping, or by sending air under pressure, in particular in the case of very long piles,
Preferably, the cell will be lowered filled with water and with a slight expansion. Its introduction into the laitance will be facilitated by the presence of the helical friction. Otherwise, various means could be provided to facilitate this introduction.
For example, an oonic part could be engaged in the lower end of the cell, the end of a rigid bar of length substantially equal to the length of the pile being hooked to this conical part, Once the end of the cell will have been lowered to the bottom of the hole, it will suffice to unhook the bar from the conical part and to remove it from the hole.
The implementation of the method of the invention also provides various advantages, both technical and economic. This is how we have the assurance of having a continuous barrel made of concrete of as good a quality as in the superstructure of the structure, thanks to the presence of the protective mortar ring. In fact, ground movements and back underground currents can eventually cause constrictions or deterioration of the outer shell just as in an ordinary pile, but coa
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deformations will be lower due to the effect of prestressing on the wall, and above all will be immediately controllable after removal of the cell: this can therefore be remedied before the load-bearing concrete is poured in the center.
Furthermore, the use of the method of the invention results in a very significant improvement in the adhesion between the pile and the ground by increasing the stresses normal to the wall and reconsolidation of the peripheral soil.
This advantage is particularly noticeable in the case of piles for which the lateral friction constitutes an important element of the load-bearing force and in the case of anchorages.
In addition, settlements are reduced thanks to the increased modulus of soil deformation on the side wall and the base of the pile.
Another advantage of the method of the invention lies in the fact that the pressurization of the cell and the recording of the corresponding deformations constitute a large-scale pressuremeter test of the measurement of the mechanical characteristics of the ground, as described in the patent. French n.1117.983 of January 19, 1955.
Other advantages, especially of an economic nature, are as follows - The possibilities of wiping which allow the inflation of the cell can be exploited by pouring a mortar which is very manageable and which can be very easily pumped from a center Manufacturing ; - Possibility of avoiding the use of casing thanks to the use of a thixotropic mortar. It should be noted, however, that the use of an outer casing may sometimes be necessary in which case the outer casing will be put in place in the usual manner but will be removed after introduction of the expandable cell and before inflation thereof; - Ease of placing the central concrete by simple pouring and vibration, for example;
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- Better connection at the head with the structure.
The description which will follow with regard to the accompanying drawings will make it clear how the process of the invention can be carried out in practice.
Figs. 1a - 1b and 2 to 4 show the successive steps of the method in one embodiment of the invention, FIG. 5 is a section along the line V-V of. fig. 2 showing the attachment of the cell to the rub during its descent into the hole; and fig. 6 is a schematic detail view of the lower end of a cell.
To produce a molded pile according to the invention, one begins by making a hole 1 having the nominal diameter of the pile as a diameter. For this purpose, one can, for example, either use machines 2 (fig. LA) such as a Bénoto tipper, or beat a concrete point 3 (fig. 1b) with successive elements such as rails, beams. , etc ... 4, by means of a bell 5 ..
As the hole progresses, the walls of the hole are kept in place by pouring therein a thick cement laitance 6 to which is added, preferably, a certain percentage of bentonite so as to have a thixotropic mixture. The laitance is placed in an appropriate manner, for example by pumping directly from the bottom of the borehole. A simple hand operated mud pump may be sufficient for this purpose. One could also, where appropriate, use an outer casing (not shown).
Once the perforation is completed, we can set up, along the axis of the bottom (pin 2), a reinforcement
7 and a radially expandable cell 8. The reinforcement is advantageously constituted by a helical friction which must allow the mortar to pass when the latter, under the action of
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the expandable cell, will be gradually tightened against the wall starting from the center of the pile. The hoop must also prevent the cell placed internally from expanding locally beyond a certain diameter. By way of example, the reinforcement could be constituted by a 5 mm diameter hoop with a distance between the turns of 4 to 6 cm.
It is also possible to use sheets of expanded metal coiled helically and which constitute an economical solution.
Cell 8, which is placed in the hoop, is completely flexible, which facilitates its transport and its miss in place. It preferably has a standard length, for example two meters; 3, four meters, six meters, etc ..., so that the excess length of the cell relative to the pile is small, for example less than soft metros. Any swelling of the suture is also prevented by placing the latter in a non-expandable flexible pipe 8a with a diameter slightly greater than the cell.
To lower the dilatatle cell, it is filled with a fluid, preferably water, giving it a slight expansion. If, as in the case shown, a hoop is used, this hoop can be used to lower the cell filled with water. For example, the cell 8 will be maintained by light irons 9 fixed to the shoe 7, as shown in FIG. 5. Of course, these irons must be able to deform when the cell is dilated.
If, on the other hand, a hoop is not used, it will be convenient to lower the cell using a device as shown in FIG. 6: the lower end of the cell is engaged on a piece of brilliant conical appearance
10 and it is fixed to this part by any means 11. The part 10 has an oblique hole in which is engaged the bent end of a rigid bar 12 having a length at least equal to the depth of the hole. It will suffice
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then lower the cell filled with water, using this rigid bar and, when the conical part 10 has reached the bottom of the hole, unhook the bar 12 to remove it from the hole.
The cell is pressurized with a pump of any suitable type which sends water into said cell, and the volume is measured as a function of the pressure. Under the effect of the pressure, the mortar is pressed against the ground and is gradually wrung out; the pressure is maintained until the mortar sets (from 2 to 24 hours, depending on the composition).
As soon as the mortar has set, the cell is deflated, either by simple opening releasing the fluid contained in the cell, or by pumping, or again, when the fluid is water and, in particular, in the case of very high piles. long, sending the air under pressure. Aloro is removed from the cell and a central vacuum 13 is obtained which can be examined and whose correct execution can be checked (fig.3).
It is also possible, before removing the cell, to bring it back to its nominal diameter (approximately the one it has when it is lowered filled with water), to add milt around the cell, for example by pumping into the bottom of the hole, then re-inflating the cell to squeeze the mortar against the wall of the hole.
The central void 13 is then filled with concrete 14 according to the rules of the art with or without reinforcement and a pile is obtained (FIG. 4) having the properties stated above.
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J # VEUD, IOATIONS
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