Procédé pour augmenter localement la
force portante de sols meubles La présente invention concerne un procédé pour augmenter localement la force portante d'un sol meuble , en particulier en rapport avec la pose de fondations destinées à recevoirdes charges lourdes .Le procédé permet également de compenser de façon simple des tassements qui peuvent avoir lieu dans le sol en dessous des fondations.
Lorsqu'on pose des fondations sur un sol meuble, le procédé utilisé le plus ordinairement à ce jour pour produire la force portante nécessaire consiste à foncer des
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formée. Cependant, les pieux sont relativement coûteux , et il en est particulièrement ainsi lorsque la fondation n'est destinée qu'à un usage temporaire. Ceci est le cas, par exemple, lorsqu'on doit élever en place de grandes grues telles que celles des ports et des chantiers de construction, parce qu'à cette fin, on utilise des points de support provisoires pour porter la charge tout entière de la construction , qui peut s'élever à un ou plusieurs milliers de tonnes. Par conséquent, les charges sont fortement concentrées et au surplus, le travail de levage de ce genre est exécuté ordinairement très près de l'eau et parfois dans l'eau là où le sol est souvent très meuble et consiste par exemple en une épaisseur très sensible de sable extrêmement fin. Ceci pose des problèmes considérables pour la pose de fondations sûres pour recevoir de telles charges, parce
les fondations , par ailleurs, doivent être exécutées à des prix relativement bas puisqu'on les utiliuc seulement en une seule occasion. Lorsqu'une plaque de béton doit être coulée directement sur le sol , la plaque doit avoir des dimensions très grandes pour fournir un espace suffisant pour la répartition des charges. L'autre alternative est
le fonçage de pieux , qui, cependant, comme on l'a déjà mentionné, est très coûteux.
Suivant l'invention, on résout ce problème par le fait que l'on augmente localement la force portante naturelle du sol , de façon que les rêvions dont la force portante est accrue - puissent être utilisées comme points de support ,par exemple, en association avec la coulée d'une plaque de béton pour recevoir des charges voulues. La plaque ou radier peut avoir des dimensions données sensiblement
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directement sur un sol non préparé. Le battage classique n'est pas nécessaire.
l'augmentation locale de la force portante s'obtient suivant l'invention en isolant des volumes de sol définis par rapport aux mouvements latéraux des couches de sol environnantes , en sorte que les mouvements latéraux des volumes de sol isoles soient réduits au minimum. L'isolement des volumes de sol se réalise en fonçant dans le terrain
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opposées et qui ont de préférence des sections transversales circulaires pour réaliser des cylindres ou des cônes tronqués. L'opération de fonçage peut être exécutée par vibrations , éventuellement avec amenée d'eau sous pression. Pour faciliter le travail de fonçage, une substance servant de lubrifiant peut être appliquée le long du bord d'extrait.' inférieur des boites en même temps qu'on procède au fonça-
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Pour les fondations qui doivent être utilisées temporairement seulement, on peut faire ces boîtes de tôle métallique. Cependant, le procédé suivant l'invention peut être utilisé aussi pour la pose de fondations permanentes pourvu que la matière des parois des boîtes puisse être préparée ou choisie de telle façon qu'elle ne se brise pas.
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façon consiste par exemple à vibrer dans le 'sol un cylindre de tale métallique , tandis qu'une matière, avantageusement du b�ton, est fournie continuellement le long du bord d'extrémité inférieure du cylindre. Dans ce cas, le béton, à la suite de sa prise , formera une paroi permanente de forme cylindrique. Pour faciliter l'apport d'une telle matière, on munit de préférence le cylindre de tôle métallique d'une arête du bord inférieur épaissie et on injecte la matière dans l'espace creux qui se forme au-dessus de la partie épaissie lorsqu'on enfonce le cylindre dans le sol.
Il est souhaitable que les volumes de sol enfermés par les boîtes soient comprimas dans la mesure la plus grande possible. Ceci peut avoir lieu dans les limites des ressources de battage dont on dispose , par exemple par le fait qu'on donne aux boîtes une forme conique et en ce qu'on les fonce avec leur extrémité large dirigée vers le bas. l'opération de fonçage exécutée de cette façon ne sera possible que lorsque le volume de la masse enfermée peut
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autre avantage de la forme conique des boîtes est qu'on peut les introduire l'une dans l'autre au point de stockage et pendant leur transport, ce qui réduit sensiblement l'es- pace nécessaire.
Lorsqu'on fonce les boîtes dans le sol par vibrations, ceci provoquera également une compaction de la matière enfermée dans les boîtes. Cette compaction peut être amélio-
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vibration est achevé. Pour augmenter encore la force portante ! des volumes de sol isolés après que les boîtes aient été enfoncées jusqu'à la profondeur voulue, on peut appliquer une technique connue pour comprimer davantage encore le volume de sol isolé, par exemple en poursuivant la vibration, par vibroflotation, par électro-osmose, par fonçage de pieux, par injection ou combinaisons de ces techniques.
Lorsque des tassements ont lieu malgré tout dans le sol en dessous d'une fondation préparée de cette façon, l'invention permet aussi de ramener d'une manière simple
la fondation à un niveau correct et/ou à une inclinaison correcte.
Ceci se réalise par le fait que l'on Injecte, dans la matière du sol isolée par une boîte et portant la fondation, une masse de matière mobile à une pression telle que la
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tion dépendant de la quantité de la masse de matière injectée.
A cette fir., dans la matière du sol située en dessous ! de la fondation, on dispose une ou plusieurs couches superposées d'une matière qui forme des passages de distribution, en les délimitant les unes par rapport aux autres et on prévoit des tubes d'injection pour qu'ils s'étendent à travers la fondation et descendent dans la ou dénis les couche en question.Il est ainsi possible, dans le cas d'un tassement la matière dans la boîte, d'injecter la masse dans la couche susdite ou dans l'une de ces couches de façon telle que la masse injectée s'étale sur toute l'aire en section transversale de la boîte et joue le rôle de piston hydraulique pour pousser la fondation jusqu'à la distance voulue.
Une masse d'injection, avantageusement du mortier de béton, du type du béton flottant, peut être utilisée parce que dans le cas de plusieurs corrections désirées, on peut utiliser une couche distincte pour chacune de ces corrections. En variante, on peut utiliser un mortier dans lequel le ciment a été remplacé par de l'argile , éventuellement avec addition de bentonite. Ces couches peuvent contenir par exemple des galets qui forment des cavités et des passages pour distribuer la masse injectée. Entre la masse injectée et la surface intérieure de la boîte, on dispose une matière convenable qui empêche que la masse n'adhère à la paroi de la boîte.
Les caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture des revendications jointes.
On décrira l'invention plus en détails ci-après, en se référant aux figures des dessins joints au présent mémoire, sur lesquels:
- La figure 1 montre une fondation de béton posée suivant l'invention ;
- la figure 2 est une coupe à travers une plaque de base ou radier, suivant la figure 1, et la fondation qui lui correspond ;
- la figure 3 est une coupe dans une fondation en dessous de laquelle on a prévu une couche d'injection pour permettre une correction de hauteur ; et - la figure 4 est une coupe correspondante faite à travers une fondation qui repose sur trous couches d'injection.
La fondation de béton montrée à la fijure 1 est destinée à recevoir des charges concentrées lourdes et comprend une plaque de béton ou radier supérieur 1, porté par quatre cylindres de béton homogènes 2. Les cylindres de béton sont arranges directement sur le sol qui consiste par exemple en sable meuble et qui, aux endroits destinés aux cylindres, a été préparé de manière à obtenir une force portante améliorée sensiblement par rapport à celle du sol environnant .
Comme il est visible d'après la figure 2, les cy-
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par rapport aux mouvements latéraux dans le sol, sunt isolée des masses de sol qui les entourent par des cylindres de tale métallique 4 foncés dans le sol. Dans le cas d'un sol meuble, il se produira autrement des mouvements latéraux dans les masses de sol lorsque les cylindres de béton 2 sont soumis à charges et, par le fait, rendent impossible d'établir une fondation stable sans que la charge soit répartie sur une surface sensible. En raison de l'isolement des volumes de sol plus petits suivant l'invention, cependant , en fonçant les boites de tôle métallique 4 qui sont ouvertes
à leurs extrémités opposées dans le sol, on élimine la possibilité que les volumes de sol enfermés dans les cylindres, lorsqu'ils sont soumis à des charges, soient prossés latéralement vers l'extérieur. Même un sol relativement
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pour des charges fortement concentrées lorsqu'elles sont distribuées sur sensiblement toute la surface supérieure de chaque volume de sol isolé 3. Ceci a été obtenu,suivant la fleure 2, au moyen des cylindres de béton 2 dont les aires en section, transversale correspondent à celles des cylindres de tôle métallique, mais qui peuvent se déplacer en direction verticale par rapport à ceux-ci.
Un exemple de force portante peut être celui qui
se présente dans un cas où du sable est situé sensiblement sous l'eau , et où le fonçage d'un cylindre d'un diamètre
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une force portante de l'ordre de 1250 tonnes.
Lorsqu'on prépare une fondation, ainsi, on fonce des cylindres de tôle métallique 4 correspondant en nombre à la dimension de la charge à porter , tandis qu'un cylindre de béton 2 est placé dans chaque cylindre pour porter la plaque de béton ou radier 1 qui distribue la charge. Les cylindres de tôle métallique 4 peuvent être fabriquas avec des parois relativement minces puisqu'ils ne seront pas soumis à de relativement grandes forces, parce que les forces horizontales qui prennent naissance
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tique distincte, on peut utiliser la pression extérieure passive de la terre pour permettre une compaction supplémentaire de la matière enfermée. Les cylindres sont de préférence fonces par vibrations.Les cylindres de béton , au surplus, reçoivent une hauteur telle que la plaque de bé- ton 1 ne vienne pas en contact avec les cylindres de tôle métallique 4 même s'il se produit certains tassements. Dans la forme de réalisation montrée, les cylindres de béton 2 s'étendent dans les cylindres 4 en dessous du niveau du sol qui les entoure et réduisent ainsi les fatigues dans les parties supérieures de ceux-ci.
Lorsque les cylindres de tôle métallique 4 sont fon- cés dans le terrain qui comprend par exemple du sable, les vibrations produisent un réarrangement sensible et une compaction du sable. Une autre compaction du volume de sable enfermé par les cylindres peut être obtenue en enlevant l'eau du sable , éventuellement par des tuyaux perforés que l'on introduit dans le volume de sable enfermé. Une certaine
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dans des cavités diminuées entre les crains de sable. Le sable peut au surplus être compacté en appliquant par exemple les procédés cornus , décrits ci-dessus, qui contribuent
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enfermés .
Sn raison de la forme conique des cylindres de tôle: métallique et de leur fonçage avec leurs faces les plus larges dirigées vers le bas, on obtient automatiquement
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l'opération de fonçage.
Le procédé décrit ci-dessus convient particulièrement pour l'utilisation d'une fondation temporaire , parce qu'il est simple et qu'il peut être exécuté à bon marché. Il permet en outre que la fondation et la plaque de base soient enlevées de façon simple après emploi. Naturellement, le procédé peut être appliqué aussi pour des fondations per-
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faites d'un matériau durable. Un procédé pour la production d'une boite permanente dans le sol, suivant ce qui précède,
1 consiste en ce qu'en association avec le fonçage par vibrations d'un cylindre de tôle métallique, par exemple,dans le terrain, on fournit le long du bord de suri extrémité inférieure une masse, de préférence du béton, qui, après prise, forme une seconde paroi permanente sur l'une des faces ou sur les deux faces de la paroi de tôle métallique foncée. Pour faciliter cette injection de béton, au. bord
de l'extrémité inférieure du cylindre de tôle métallique,
on peut prévoir une partie épaissie, par exemple en y soudant une cornière en sorte que le béton soit fourni dans l'espace creux qui se forme temporairement directement audessus de la partie épaissie lorsqu'on fonce le cylindre
de tôle métallique.
L'invention a été décrite ci-dessus à propos de
la préparation d'une fondation de béton, mais on comprendra qu'elle peut s'appliquer aussi dans d'autres circonstances où l'on désire augmenter la force portante de zones locales dans un sol meuble. Il y a de grandes demandes de moyens pour être en mesure d'augmenter la. force portante , par exemple dans l'industrie de la construction et d'édification d'immeubles. Lorsqu'on exécute le procédé suivant 1' invention la forme de réalisation décrite ci-dessus peut être modifiée de différentes façons tout en restant dans le cadre de l'invention. La particularité essentielle est seulement qu'on soit en mesure d'augmenter localement la force portante du sol meuble en isolant des volumes de sol définis par rapport aux mouvements latéraux existant dans les masses du terrain.
Les figures 3 et 4 représentent la manière dont le niveau élevé d'une fondation posée suivant l'invention peut être ajustée dans le cas d'un tassement de la matière du
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se produit des tassements de grandeurs variées, la plaque et laéonstruction qu'elle porte s'inclineront et seront éventuellement soumises �. des fatigues indésirables. Four permettre une compensation de tels tassements de différents genres, on peut, suivant l'invention, arranger une ou plusieurs couches de matière 9 en dessous du cylindre de béton 2 , dans chaque cylindre de tôle métallique 4. Ces couches consistent en une matière qui forme des passades
de distribution pour une masse d'injection', et il s'agit
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isolée de la matière sous-jacente dans le cylindre 4 par une tale métallique 5. Une partie supérieure 5 du cylindre de tôle métallique 4- , correspondant au moins à l'épaisseur de la couche de Galets 9 , est fabriquée avec une résistance de paroi plus élevée , ordinairement avec une épaisseur de
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rieure 6. Un tuyau d'injection 8 s'ouvrant dans la partie inférieure de la couche de galets 9 est pris dans le cylindre de béton 2.
lorsque, dans la matière enfermée dans le cylindre 4 suivant la figure 1, il se produit des tassements , et qu'en conséquence le niveau de la plaque de béton 1 s'abaisse et que cette plaque s'incline éventuellement d'une filanitre indésirable, on peut rétablir le niveau élevé de la plaque 1 en utilisait la couche de galets 9. A cette fin, on chasse de force une masse d'injection convenable dans la couche de galets en passant par le tuyau d'injection 8.
En raison de la porosité de la couche 9, la masse injectée est distribuée sensiblement uniformément sur toute l'aire du cylindre 4 et forme un piston hydraulique qui , à une pression d'alimentation suffisante, amènera par pression le cylindre de béton 2 , avec la plaque 1, jusqu'au niveau désiré. La masse injectée, qui peut être par exemple du mortier de ciment, à la suite de sa prise, formera prati- quenient un prolongement du cylindre de béton antérieur 2.
Il est important, à ce point de vue, que la masse injectée soit empêchée d'adhérer à la paroi du cylindre.Pour cette raison, on a prévu la plaque 7 , parce qu'autrement, il y aurait le risque que de grandes forces soient transférées
au cylindre de tôle métallique 4 , lequel n'est pas dimensionné pour résister à ces forces. Cependant, pour résister à la pression hydraulique en association avec l'opération d'injection, la partie supérieure 6 du cylindre 4,
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plus grande.
lorsque, par exemple, la charge sur la plaque de bé- ton 1 augmente successivement, par exemple au moment de l'érection d'un édifice, il peut être convenable et , respec- tivement, nécessaire , J'être en mesure d'exécuter diffé-
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de sol des cylindres de tôle métallique 4. Pour rendre cette compensation possible, on peut arranger plusieurs couches de galets 9,suivant la figure 3, au-dessus les unes des autres , et isolées les unes par rapport aux autres 'par l'intermédiaire de tôles métalliques 5, comme montré
à la figure 4. A chacune de ces couches, on ajuste un tuyau d'injection séparé 8 , ces tuyaux s'ouvrant dans la partie inférieure de la couche de galets associée. Lorsqu'un tassement a pris naissance dans une mesure telle qu'une compensation de niveau soit désirable, on exécute une injection suivant la description donnée à propos de la figure 3, dans la couche la plus basse des couches 9. Après qu'un
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ultérieure, on peut utiliser la couche de galets centrale 9 pour une correction de niveau, de manière correspondante.
La couche de galets supérieure 9serait maintenue en réserve jusqu'à ce que toute la construction , et avec elle la charge totale, puissent agir sur la fondation pendant un certain temps , après quoi on peut procéder à un réglage final. Lorsque, lors d'une injection dans la couche men-
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fait pas prise pour donner lieu à un corps nettement solide, on peut faire des injections, éventuellement, dans cette
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couche, à des dates ultérieures. Des exemples de telles matières ont été mentionnas ci-dessus , comprenant éven- tuellement du mortier d'argile avec une possible addition
de bentonite.
lors de la prise lente de matières, il peut être
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fermeture d'extrémité à son extrémité extérieure.
On peut modifier le procédé de diverses façons. Les couches de galets suivant les figures 3 et 4 , par exemple, peuvent être remplacées par une autre matière convenable et éventuellement peuvent être en partie remplacées , ou complétées , par un système de tuyaux déposés dans les couches , avec leurs ouvertures distribuées uniformément sur l'étendue transversale du cylindre. 'En outre, tant le nombre des couches de galets que le type de la masse d'injection peuvent être choisis suivant ce que l'on désire. Le procédé peut être appliqua également sans couche de distribution , auquel cas la masse injectée s'étale dans la couche de sol existante.
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1.- Procéda pour augmenter localement la force portante de sols meubles, en particulier en association avec
la pose de fondations pour recevoir des charges lourdes, caractérise en ce qu'on fonce une boîte oblon�ue (4) ouverte à ses extrémités opposées , sensiblement verticalement dans le terrain pour isoler des mouvements latéraux des nasses du terrain un volume de sol prédéterminé par rapport au sol qui l'entoure.
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