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'-t-. '. v:1 v s,> v,1 ç # ###14 prd*onte invention concerne des Mandrina pour l'enfoncement de caissons de pieu ef notamment de caissons . de ptéux à papota minces.
On a coutmot daaa pose de pieux <t$ fondation, dttnfoncr un caiseon relativement pou *pais et# une foie ce cat4son îtfoneA à 1A profondeur voulu*, de !# remplir de béton, de telsi pieux portent en général If nom de pieux coulé* sur place,
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Le caiseon enfoncé pour la'formation d'un pieu de et genre *et un récipient tubulaire cylindrique présentant en général.
d ondulations qui aititendont en hélice le long de la paroi Dana la plupart dit ail* on 1 eoutuae de forser l'une des extrémités du cuisson à l'aide d'un capuchon ou 443*lm le et d'enfoncer le caisson & partir de son extrémité ouv*rto* On anoure l'enfoncement du oaiason à l'aide d'un marteau ou autre moyen d'enfoncement. Bien qu'il soit aise*% robuste pour demeurer ouvert en vue de recevoir le béton une foie enfonce, le caisson n'a pas *oses de résistance pour supporter les forces d'enfoncement* On a, en conséquence,
coutume d'enfoncer le* caissons de ce genre à l'aide d'un mandrin. On insère de tels mandrin* dans le caisson avant l'enfoncement et ils l'étendent, en générait vers le haut députa la bas. ou extrémité formée du caisson jusqu'au-delà
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de l'extrémité supérieure ouverte# A cette extrémité supérieure le mandrin est raccordé à une cage qui l'accouple au marteau ou autre moyen utilisé pour enfoncer le mandrin et le caisson*
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Un type de mandrin largement utiliaé à cette #it en deux ou plusieurs pièce* mobiles dite$ i,
.tràa segment . , | ; Ose segmenta présentent dea faces incurvées dentindes port or contre la paroi du caisson et a'étendent axialement le long du, mandrin, au moine sur la quasi totalité de la longueur du cais- non. Des nervures ou barreaux prévue sur la face extérieure
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des segments aont deatibéa à m'engager dans les ondulations du caisson. Pour insérer le mandrin dans le caisson et pour l'en extraire, on déplace les segments incurvée radialement par rapport à l'axe du mandrin.
Pour insérer le mandrin dans le caisson aux fine d'enfoncement et pour le retirer du caisson après enfoncement, on déplace les segmente radialement vers l'intérieur, en direction de l'axe du mandrin, et on les écarte de la paroi du caisson* Une foin le mandrin posé dans le cale* aon, on déplace radialement les segmenta vers l'extérieur pour les appliquer contre la face intérieure du caisson, les nervu- res ou barreaux prévue sur les segments s'engageant dans les ondulations que présente la paroi du caisson pour verrouiller le caisson au mandrin.
Pendant enfoncement, on imprime la
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force d'enfoncement au sommet du manfirin et l'on enfonce d'un .-,;#' seul tenant le mandrin et le caisson dans le 8014 Outre qutîlà- transmettent la force d'enfoncement au caisson les segments
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incurvée soutiennent et renforcent la paroi du daîteono Dans les mandrins couramment utilisés jusqu'à présente |.' chaque segment joue pratiquement le rôle d'un groupe d'enfoncé ment indépendant : autrement dit, la force dannenaant etap plique au sommet de chacun des segmenta.
Il exista diverses façon d'établir et d'interrompre le contact entre ces segmenta et la face intérieure du caisson. Dans certains mandrina, cette action est opérée par des moyens mécaniques et, dans d'autres
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par des moyens hydrauliques ou pneumatique , L*organs de man" oeuvre peut être à double effet, c'est-à-dire que quand il se
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déplace dans un sert** les segments viennent t'appliquer contre le caisson, candie qu'ils s'en écartent quand l'organe de man- oeuvre se déplace dans l'autre sens.
L'organe de manoeuvre peut aussi être à simple effet et dans ce cas les segments sont en général appliqués par l'organe de manoeuvre et extrait$ par des ressorts reliée aux segmenta par des tiges qui traversent ces segmenta. Dans l'un ou l'autre cas, il faut prévoir des moyens propres à maintenir alignée les segments par ailleurs indépendante, ceci, soit par accouplement mécanique entre Ion segmente et l'organe de manoeuvre, soit de quelqu'autre manière par exemple au moyen de figea ou goujons traversant les segments.
Quels que soient les moyens utilisés, il est souvent difficile de maintenir les segments alignés dans le caisson.
Pendant l'enfoncement, on rencontre souvent un obstacle tel que bloc de pierre, dalle de béton enterrés, tronc d'arbre ou analogue. Ces obstacles risquent de s'appliquer contre l'un des cotés du caisson, accroissant notablement la résistance à l'enfoncement rencontrée par l'un des segments du mandrin sans affecter sensiblement la résistance rencontrée par l'autre segment. Quand la résistance à renfoncement est ainsi déséqui- libres, le choc d'enfoncement imprimé au mandrin tend à enfoncer l'un des segments plus profondément que l'autre. Cette différas ce d'enfoncement risque de provoquer, et provoque souventun défaut d'alignement des segmenta et un endommagement du caisson.
Il peut, en outre, apparaître un endommagement du mandrin dont la réparation risque d'exiger le remplacement total des moyens d'alignement.
Bien que l'endommagement du mécanisme d'alignement apparaisse de temps à autre lors de l'enfoncement vertical de caissons, cette difficulté est encore plus accusée lors de
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1 enfoncement oblique de caissons. Pendant Renfoncement oblique de pieux jouant le rôle de contre-fiche , il cet excès aivement difficile de conserver au marteau par rapport au man- drin, l'inclinaison d'enfoncement convenable. Ainsi, le marteau tend à enfoncer l'un des segmenta plus fortement que l'autre, Il en résulte fréquemment un endommagement du caisson et du mandrin.
Dans bien des eau$ tant pour les pieux enfoncés ver- ticalement que pour ceux formant contre-fiches, quand le moyen d'slignement est endommagés les segmente se soincent .:n'Air. le caisson* Si ceci se produit il faut extraira le caisson et le mandrin du 101 .et *épater par découpage le caisson du mandrin Une telle opération entraine à la foin une perte de temps et des frais* L'un des buts de la prisent* invention est de procurer Un mandrin d'enfoncement de pieux perfectionné *
Suivant la présente invention,
il est prévu un mandrin pour l'enfoncement de caisson* de pieux comprenant une pluralité de segmenta continua qui s'étendent longitudinalement suivant l'axe d'enfoncement du mandrin, ces segmenta présentant des faces extérieures destinées à porter contre la paroi intérieur* d'un caisson de pieu et étant rigidement raccordés entre eux et réunis à leurs extrémités supérieures en position fixes les uns par rapport aux autres ainsi que par rapport à l'axe d'enfon- cement du mandrin pour former une tête composite rigide, destinée à recevoir les chocs d'enfoncement pour enfoncer les segments d'un seul tenant suivant ledit axe, chacun des segments s'éten- dant vers le bas à partir de ladite tête composite rigide indé- pendamment et librement par rapport aux autres segments,
ces segmenta dirigés vers le bas étant disposés en regard pour s'infléchir au-dessous de ladite t8te lea uns par rapport aux antres ainsi que par rapport audit axe, et un moyen de manoeuvre interposé entre les segments pour les infléchir au-dessous de
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la tête rigide en vue de leur faire prendre et perdre contact avec un caisson suivant une direction transversale à l'axe d'en- foncement du mandrin.
L'invention vins ainsi un mandrin dans lequel les segmenta de mandrin sont maintenus alignés,
L'invention vise encore un mandrin unitaire dans lequel les tore.. d'enfoncement soient imprimées uniformément aux segments de mandrin, que le moyen d'enfoncement soit ou non aligne avec le mandrin.
L'invention permet de supprimer le mécanisme assurant 1* alignement entre les segments*
On va maintenant donner de l'Invention une descrip- tion plus détaillée en se référant aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale avec arrachements partiels* du dispositif suivant l'invention,
montrant les segmenta du mandrin appliqués contre un caisson*
La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure le
La figure 3 .et une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 1.
La figure 5 est une vue en coupe transversal* suivant la ligne 5-5 de la figure 1.
La figure 6 est une vue en coupe transversale montrant l'un des organe* de manoeuvre du dispositif les segments du mari- drin occupant leur position d'écartement ou de contact avec le caisson.
La figure 7 est une vue en coupe transversale analogue à la figure 6, mali montrant lea augmenta en position de rappro- chement ou de non contact.
La figure 8 est une vue en coupa longitudinale de l'orbe de manesuvre suivant la ligne 8-8 de la figure 6 1 et
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La figure 9 est une vue de l'organe de manoeuvra en
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coupe longitudinale suivant la ligne 9<*9 de la figure 7. \ .
Dans l'exposé qui va suivre on va et référer, pouy décrire l'invention, à un mandrin dans lequel les isespente *ont amende en contact avec le caisson par un organe de manoeuvre mécanique, manoeuvré par un vérin hydraulique, II est bien entendu
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toutefois que l'organe de manoeuvre mécanique pourra être m4nottie vré par air comprimé ou par mécanisme mécanique et qu'on pourra aussi éventuellement assurer la manoeuvre directe des segment* par des organes de manoeuvre pneumatique ou hydraulique ou par une de leurs combinaisons. Par exemple,
on pourra utiliser un organe de manoeuvre pneumatique du genre décrit dans le brevet
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des Etats-Unis dtamérïque N* 2.99Oé688 du tu juillet 1961 eu tn4ore un autre organe de manoeuvre, Dans le mandrin suivant la présente invention les
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segments de mandrin sont réunie ou int<trraeoarde$a leur* extré- mités supérieures pour former une tête unitaire Composite* Le marteau est accouplé au sommet de la ttto composite et lea aSgett mobiles radialement attendent axialement vota le bai à partir de cette tête.
Bien qu'ils soient fixés ou réunis à leurs ert;. ,+ tés supérieures, les segments demeurent à loue$ extrémités
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Intérieures et sur la quasi-totalité de leur tondeur, libr6à do se déplacer radialement par rapport à l'axe du mandrin,
Les segments pourront être fixés à leure extrémités
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supérieures boit en position normale dcartanaaat soit en position normale de rapprochement.
Dans l'un ou l'autre 44a, leurs extré- mitée inférieures, c'est-à-dire leurs extrémités situdes à la base ou extrémités fermée du caisson, pouvant se déplacer radialement par rapport à l'axe du mandrin pour s'appliquer contre la paroi intérieure du caisson ou pour s'en écarter.
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Qu'ils soient fixée en position d'éoartement ou en position de rapprochement, pendant que le mandrin est engagé dans
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le caisson,ils portentcontre la paroi du caisson sur une partie considérable de leur longueur. Il est évident que et l'en fixe les segmenta 1 la tête en position d'écartement, ils porteront contre la paroi du caisson sur une longueur axiale plus grande que si on les fixe en position de rapprochement. Toutefois, dans la plupart des cas, on peut obtenir pour l'enfoncement un contact suffisant entre les segments et le caisson même si l'on fixe les extrémités supérieures des segments en position de rapprochement.
On peut disposer les parties libres des segments qui s'étendent vers le bas à partir dea extrémités montées sur la tête de manière à ce qu'elles portent contre la paroi intérieure du caisson sans intervention d'un organe de manoeuvre ou encore les disposer de manière à ce qu'elles ne portent pas contre la paroi du caisson.
Si on les dispose de manière A ce qu'alita portent eontre cette paroi du caisson, il faut prévoir des moyens permettant de les déplacer radialement vers l'intérieur pour les écarter de la paroi du caisson en vue d'insérer le mandrin dans le caisson et de l'en extraire* Quand les segments sont disposes de manière à ne pas porter contre le caisson il faut prévoir un organe de manoeuvre destiné à les déplacer radialement vers l'ex- térieur pour les faire porter contre le caisson.
Dans l'un ou l'autre cas, il est préférable de renforcer ou de verrouiller pendant enfoncement les segments de mandrin pour les maintenir appliquée contre le caisson On va maintenant considérer les dessins annexée qui illustrent l'application de l'invention à un mandrin dans lequel les extrémités supérieures des segments sont fixées en position d'écartement. Sur la figure 1, on voit en 2 une tlte qui présente au sommet une bride 4 accouplée par attelage 6 à une cage 8. La cage 8 accouple la tête 2 et le mandrin au moyen d'enfoncement qui, tel que représenté en 10 à titre d'exemple, ont le piston du marteau.
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A la base, la tête 2 présente une brida 12 raccordé* par des boulons 14 à des brides 16 et 18 formées sur des segments de mandrin désignée par les références générales 20 et 22. Un alésage cylindrique 24 attend axialement vers le haut dans la tété 2 à partir de la base de la tête et porte un revêtement intérieur 26.
Au sommet et à la base, l'alésage 24 est raccordé par des passages 28 et 30 et par des tuyaux souples 32 et 34 à une source convenable de fluide hydraulique sous pression, non représentées Un piston 36, raccordé par l'une de son faces à une tige de manoeuvre 36, se loge dans 1 alésage 24 et dans le revêtement intérieur 26. L'alésage 24 .et garni à la base d'un joint d'étanchéité 40.
Les segments 20 et 22 du mandrin sont identiques ' et, pour plus de brièveté on n'en décrira qu'un. Chaque aeg- monte de mandrin comprend un corps supérieur incurvé 42, un corps inférieur incurvé 44 et des corps incurvée intermédiaire. 46, ces corps étant raccordé entre eux pap des plaque. incurvées extérieures 48 et intérieures 50.
Les corps 42, 44 et 46 peuvent être moulée, forgée ou formée de toute manière convenable et sont réunis aux plaques 48 et 50 par soudage ou moyens analogue.. De* tiges ou barres 52 sont fixée* aux faces extérieures des plaques 48, en position inclinées voulues pour s'engager dans les ondula,.. tione de la paroi du caisson 49 quand le mandrin occupe la pont- tion d'écartement représentés sur la figure 1. Pour des raisons qui apparattront plue clairement ci-après, il est préférable de supprimer les barres 42 destinées à s'engager dans les ondu- lations au sommet des segmenta de mandrin.
En considérant en particulier les' figures 6 à 9,on y voit des plaques 54 et 56 fixées, par soudage ou de manière analogue, à sa face intérieure de la plaque 50. Les plaques 54 et 56 sont espacées de part et d'autre de la médiane de la plaque 50 et s'étendent suivant l'axe du segment. Un goujon 58 traverse
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tranaveraalementn la< plaques 54 #% 56 at est maintenu M place dans ces plaquas par des anneaux fendu$ 60 et 62, Les goujon* 58 peuvent soit tire immobillëés dans le plaquea 54 at 56 ,oit, de préférence, tourner dans ces plaque autour leur axe*.
La tige de manoeuvre 38 attend ver le bal' parti!!* de la tête 2. entre les segment. 20 et 22, et présente en des pointa espacés des cames tronconique. 64 qui lui sont fixées au voisinage des goujons en regard 58 prévu. sur chacun des segments 20 et 22.
Comme on le voit le mieux sur les figures 4 et 5, les corps incurvés en regard 46 des segments 20 et 22 présentent
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des alésages alignée 70 et 12. qui présent tnt eux-taetnee en 74 et 76 des contre¯alésages de réception de ressorts 78 et 80 respect tivement. Un prisonnier à ressort 82 traverse lea alésages 70 et 72 et les ressorts 78 et 80 et ports à ses extrémités opposées des rondelles de butée de ressort 84 et des écroua 86.
Quand les segments 20 et 22 du mandrin sont écartés, les ressorts 78 sont sous compression.
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Suivant le mode de réalisation choisi à titre d'exem- ple, les segments 20 et 22 sont fixés. la tête 2 en position
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d'écartement.
Quand le piston 36 se déplace vers 11 bas, la tige d e manoeuvre 38 et les cames 64 ae déplacent également vera le bas. Pendant ce déplacement descendant des cames 64, les ressorts 78, sous compression, repoussent les segmenta 20 et 22 vers l'intérieur, en direction de l'axe du mandrin, de aorte que les segments se rapprochent l'un de l'autre et que les barre.
52 se dégagent des ondulationsdu caisson. Les segments étant rapprochés et les barres 52 dégagées des ondulation., on peut retirer le mandrin du caisson ou insérer un caisson sur le mandrin,
Pour dilater le mandrin, on déplaça le piston 36
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vers le haut en admettant du tlu1d sous pression, par la passage 30 et le tuyau souple 34, dans l'extrémité inférieure de lt&16a&g.
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24. Pendant déplacement ascendant du piéton i6, 1 tige de manoeuvra 39 et les *amen 64 se déplacent vers la Haut, lot emm 64 chassant vers l'extérieur, par contact avec les goujons th regard 59# les segments 20 et 22 pour lot appliqué!" contre 14 paroi du caisson. Après ce déplacement vers 1 # intérieur dot nosmente 20 et 22, *en ressorte 79 et 80 sont eoapria4a< te mandrin occupe maintenant dana le eaiaaon la peaitieft a'6&ne< ment* utre qu'olleu déplacent les segment$ 20 et 2à vers litedm rieur et compriment les ressorts ?8 et 60< les camé a 64 soutier nent les segmenta pendant l'enfoncement,une fois le mandrin en position d'enfoncement.
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Comme note plus haut, les commet* des togmenta 20 et 2Z sont réunie en position fixea. Ainsi, aucun déplacement radial n'apparaît au niveau de la tête pendant deartement ou rapprochement des segments de mandrin* Ce mouvement eat limite
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aux tronçons des segments qui demeurent libres et aanfonoeM dans le caisson.
Bien que les segments aoient relativement rigides, ils ont assez de flexibilité pour pouvoir # inifléohtr#7i.." Etant donné que, une fois le mandrin dilate, le seul raaaoda'b, entre les segment$ et le caisson est assuré par les barrée 52 ,f.=,:.1' pénétrant dans les ondulations du caisson, 11 suffit de rappro- cher légèrement les segmenta pour retirer le caisson du mandrin
Pour enfoncer des caissons à l'aide du mandrin suivant l'invention, on fixe ou on réunit en un groupe composite unique les sommets des segments. On applique les forces d'enfoncement au groupe composite et elles se transmettent au caisson à travers les tronçons mobiles des segmenta.
Tout défaut d'alignement lors de l'application de la force d'enfoncement au commet du mandrin est absorbé dans le groupe composite et les forcea se transmet* tent & peu près également aux tronçon intérieure mobilce des
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segments. Réciproquement, si la résistance à l"Mfëhoe#ent
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rencontrée par l'un des segments vient 1 croître du fait d'un obstacle ou pour quelque autre raison, cette résistance se trans- met au groupe composas et 1 l'autre segment du mandrin.
1.- Mandrin pour l'enfoncement de caisson de pieux, comprenant plusieurs segments continua qui s'étendent longitudi- nalement suivant son axe d'enfoncement, ces segments présentent des àcon extérieures destinées à porter contre la face intérieur d'un caisson de pieu ce mandrin étant caractériel par le fait que lesdits segments sont rigidement reliée entre eux et réunis & leurs sommets en position fixes les une par rapport aux autres ainsi que par rapport à l'axe d'enfoncement du mandrin, formant une tête composite rigide destinée à recevoir les chocs d'enfon- cement pour enfoncer les seyante d'un seul tenant suivant ledit axe,
chacun desdite segments se dirigeant vers le bas à partir de ladite tête composite rigide indépendamment et librement par rap- port aux autres segmentât les segmenta dirigea vers le bas étant disposée en regard pour s'infléchir au-dessous de ladite tète les uns par rapport aux autres et par rapport audit axe, et un moyen de manoeuvre interposé entre lesdits segments pour les infléchir au-dessous de ladite tête rigide en vue de leur faire prendre et perdre contact avec le caisson suivant une trajectoire transversale à l'axe d'enfoncement du mandrin.