PROCEDE POUR LE REVETEMENT COMPLET OUPARTIAL D'ELEMENTS VERTICAUX DE FONDATIONAVEC UNE COUCHE BITUMINEUSE DE GLISSEMENT
La présente invention concerne un procédé pour le revêtement complet ou partiel d'éléments verticaux de fondation, tels que des pieux en béton ou en acier, avec une couche de bitume qui est plus épaisse que la couche usuelle de protection contre l'attaque.
Pour les constructions qui doivent être érigées sur des sols peu résistants, tels que des couches d'argile ou de tourbe, on utilise habituellement des éléments verticaux de fondation, tels que des pieux en béton ou en acier. Les extrémités de ces éléments de fondation reposent alors sur une couche de sable de support, tandis que dans certains cas, de plus, une partie du poids de la construction est supportée par les couches peu résistantes du sol, car ces couches exercent une résistance de frottement sur le pieu (ce qu'on appelle la "friction"). Toutefois, cette friction ne contribue à la résistance totale à laquelle le pieu est soumis par le poids de la construction qu'il supporte que si ces couches peu résistantes ne sont suffisamment tassées. Si le processus de tassement est encore en cours, la situation peut être défavorablement influencée.
En particulier à des endroits qui ont été entièrement ou partiellement élevés, des forces de frottement vers le bas se produisent alors, avec le résultat que l'extrémité du pieu est encore plus chargée. La présence de cette friction dite négative réduit considérablement la force portante nette du pieu. Dans certaines conditions, la friction négative peut être si grande que la quasi-totalité de la force portante de l'extrémité du pieu est nécessaire pour compenser cette friction négative, ce qui est évidemment très indésirable.
Une technique connue pour éviter cette friction négative consiste à revêtir entièrement ou partiellement l'élément vertical de fondation avec une couche de bitume plus épaisse
que la couche usuelle de protection contre l'attaque et ayant
une consistance et une épaisseur telles que la couche extérieure de ce revêtement puisse suivre les mouvements du sol sans les transmettre à l'élément de fondation, avec le résultat que la friction négative exercée sur le pieu est fortement réduite.
Ce bitume n'est pas arraché ou enlevé par cisaillement de l'élément de fondation (appelé également ci-après "pieu") quand l'élément de fondation est introduit dans le sol par battage.
Les bitumes qui ont été recommandés à cet effet ont une pénétration comprise entre 20 et 100 et un indice de pénétration compris entre -1 et +2.
Le terme "pénétration" doit être compris ici comme
désignant le nombre de dixièmes de millimètre dont une aiguille pénètre dans le bitume, mesuré selon la norme ASTM D5; la détermination de l'indice de pénétration est décrite dans l'ouvrage de J.Ph. Pfeiffer "The properties of asphaltic bitumen", Elsevier Publishing Company Inc., New York, 1950, page 166.
Un inconvénient de ces bitumes est que durant un stockage pendant un temps relativement court, ils commencent à couler, avec le résultat que les éléments verticaux de fondation, tels que des pieux de battage, qui ont été revêtus d'un tel bitume
ne peuvent pas être conservés quelques jours, par exemple pendant la fin de semaine. Au cours du stockage, l'écoulement est souvent si considérable que l'épaisseur- de la couche de bitume sur l'élément de fondation n'est plus homogène, la couche étant trop épaisse à certains endroits et trop mince à d'autres.
On a maintenant trouvé un type de bitume qui non seulement satisfait aux exigences pratiques concernant la réduction de la friction négative exercée sur l'élément de fondation et
l'adhérence à l'élément de fondation durant le battage, mais
encore présente si peu d'écoulement que la conservation d'éléments de fondation revêtus de ce bitume est possible pendant quelques jours.
Selon l'invention, le bitume utilisé a une composition telle que les coordonnées qui dans un diagramme point de ramollissement
- pénétration représentent la relation entre le point de ramollissement et la pénétration du bitume se trouvent à l'intérieur d'un polygone ayant les sommets E(55, 240) F(90, 60) G(83, 20) H(79, 20) K(55, 100). Ces bitumes ont un indice de pénétration compris entre +2 et +6.
On appelle ici point de ramollissement le point de ramollissement déterminé par la méthode "bille et anneau" selon
la Norme ASTM D-36.
Le terme "bitume" doit être compris comme désignant non seulement des bitumes purs, mais aussi des mélanges de bitumes avec, par exemple, une charge et/ou des polymères.
Dans le diagramme point de ramollissement-pénétration, le point de ramollissement a été reporté sur une échelle linéaire
le long de l'axe horizontal et la pénétration sur une échelle logarithmique le long de l'axe vertical. La figure unique montre aussi un tel diagramme, qui contient le polygone EFGHG avec les coordonnées mentionnées ci-dessus.
Les coordonnées du bitume selon l'invention sont de
préférence situées à l'intérieur du quadrilatère ayant les
sommets A(65, 70) B(77, 50) C(73, 29) D(64, 54) (indiqué aussi
sur la figure), car de tels bitumes présentent très peu d'écoulement (à savoir au maximum 1 cm lors d'un stockage pendant
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Le bitume utilisé est de préférence un bitume asphaltique. Si on le désire, les bitumes selon l'invention peuvent contenir aussi jusqu'à 35% de charge et/ou de polymère; toutefois, ces mélanges doivent toujours satisfaire aux spécifications caractéristiques de la présente invention.
Comme déjà mentionné ci-dessus, la couche bitumineuse de glissement est plus épaisse que la couche usuelle de protection contre l'attaque du pieu (par la corrosion) et la couche extérieure du revêtement doit être capable de suivre les mouvements du sol sans transmettre de forces d'une intensité notable à l'élément de fondation. On a trouvé qu'une couche à cet effet aura en général une épaisseur d'au moins 0,3 cm. Une couche d'une épaisseur comprise entre 0,5 et 1,5 cm sera préférable.
La couche de bitume peut être appliquée d'une manière simple sur l'élément de fondation. Dans le cas d'un pieu en béton ou en acier, on applique d'abord sur la surface une couche adhésive de bitume ("apprêt"). Ceci peut s'effectuer, par exemple, en traitant le pieu avec une solution du bitume à utiliser pour la couche de glissement dans un solvant hydrocarbure volatil, après quoi on fait évaporer le solvant.
Ensuite, par exemple, on verse le bitume sur le pieu disposé horizontalement jusqu'à ce qu'on arrive à l'épaisseur désirée du revêtement, par exemple 1 cm. On empêche le bitume de couler le long des côtés adjacents en serrant temporairement des lattes contre les côtés verticaux. Ensuite, on fait tourner
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droit net qui résultent de ce mode d'application peuvent être facilement arrondis à l'aide d'un couteau chaud.
Il est possible aussi de placer le pieu, de préférence revêtu d'une couche adhésive, dans une boite ouverte, la distance entre les parois de la boîte et les côtés du pieu étant approximativement égale à l'épaisseur de la couche de bitume à appliquer, et de verser ensuite dans la boîte une quantité de bitume chaud telle que tous les côtés du pieu soient recouverts d'une couche de bitume de l'épaisseur désirée. Après refroidissement , le pieu peut être enlevé de la boite.
Une autre technique possible consiste à appliquer des feuilles bitumineuses de l'épaisseur désirée sur les côtés du pieu à l'aide d'un adhésif froid ou chaud. Si nécessaire, dans ce cas aussi, les coins en angle droit net peuvent être facilement arrondis avec un couteau chaud.
Il est possible aussi d'appliquer du bitume chaud sur le pieu, de préférence revêtu d'une couche adhésive, par pulvérisation. Après refroidissement, ce processus peut être répété jusqu'à ce qu'on arrive à l'épaisseur désirée de la couche de bitume.
Les éléments verticaux de fondation peuvent être revêtus du bitume selon l'invention sur toute leur longueur, mais dans beaucoup de cas il est suffisant de revêtir la partie supérieure de l'élément de fondation, entièrement ou presque entièrement, et de laisser la partie inférieure non revêtue, car à ce niveau les couches de terre environnantes présentent généralement peu de tassement et en conséquence la friction négative est faible; en fait, il peut même y avoir friction positive. Très commodément, l'élément de fondation contient entre la partie revêtue de bitume et la partie non revêtue un rebord ou collier protecteur, comme décrit dans la demande de brevet hollandais No. 70 15778.
Les éléments de fondation revêtus de bitume obtenus selon l'invention, par exemple des pieux pour battage, peuvent être conservés pendant un certain temps sans qu'il se produise un écoulement considérable. Ceci.permet que les éléments de fondation soient revêtus de bitume non pas sur le chantier ou près du chantier, mais dans une usine qui peut être située à une distance considérable du chantier. Ceci non seulement permet un traitement de revêtement précis et normalisé, mais encore rend intéressant d'utiliser des éléments verticaux de fondation revêtus de bitume pour des constructions qui ne sont pas très importantes, pour lesquelles le revêtement de bitume des éléments de fondation sur le chantier serait trop coûteux.
EXEMPLE
Avec deux bitumes différents, on prépare des carreaux de
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à un mur vertical de manière qu'elle épouse une face verticale de ce mur, tandis que l'autre grande face est marquée à cinq endroits, espacés à des intervalles de 2,5 cm le long de la verticale centrale.
On détermine l'écoulement en mesurant le déplacement vertical de ces marques par rapport au mur.
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Les résultats sont rassemblés dans le tableau.
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K Pas selon l'invention.
Dans le cas d'un pieu pour battage de 40 x 40 cm, revêtu d'une couche de glissement de bitume No. 1 de 20 m de longueur
et de 1 cm d'épaisseur, et à une vitesse de tassement du sol de
10 cm par an, la friction négative résiduelle est seulement au maximum de 4 x 104N.
REVENDICATIONS
1. Un procédé pour le revêtement complet ou partiel d'éléments verticaux de fondation, tels que des pieux en béton ou en acier, avec une couche de bitume qui est plus épaisse que la couche usuelle de protection contre l'attaque, caractérisé en ce qu'on utilise un bitume d'une composition telle que les coordonnées qui dans un diagramme point de ramollissement-pénétration représentent la relation entre le point de ramollissement et la pénétration du bitume se trouvent à l'intérieur d'un polygone ayant les sommets E(55, 240), F(90, 60), G(83, 20) H(79, 20) K(55, 100).