Procédé pour la confection de pieux en béton moulés dans le sol, au moyen d'un tube de cuvelage. La présente invention a pour objet un procédé pour la confection de pieux en béton moulés dans le sol, au moyen d'un tube de cuvelage qui est caractérisé en ce qu'on forme, dans le fond du tube, un bouchon formé au moins partiellement de béton com primé étanche, que l'on comprime par pilon nage, à l'aide d'un mouton à.
tête pratique ment tronconique en vue de produire une adhérence frictionnelle suffisante dudit bou chon comprimé à la paroi du tube et l'obtura tion de ce dernier, et en ce qu'on produit le fonçage de ce tube jusqu'à la profondeur dé sirée par la frappe directe dudit mouton, qui est de diamètre sensiblement inférieur à celui du tube, sur ce bouchon de béton com primé, grâce à l'adhérence frictionnelle de ce bouchon à la paroi du tube, en ce que, pour faciliter l'expulsion de ce bouchon hors du tube après que ce dernier a été foncé à la pro fondeur voulue,
<B>oz</B> déverse sur ledit bou chon une quantité -d"èau qui le ramollit, et en ce qu'on procède, ensuite, à. l'introduc tion de béton dans le tube, le tout de telle sorte que le béton introduit constitue, après le retrait du tube, un pieu moulé dans le sol.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs mises en pauvre du pro cédé.
D'abord, on introduit dans la partie in férieure du tube de fonçage a (fig. 1), une quantité limitée d'un mélange de béton (ci ment, sable ou poussier de carrière, gravier ou pierres, etc.) ou de pierres avec ou sans liant. Ce mélange, qui peut être sec ou lé gèrement humide, est exposé aux coups du mouton ou pilon-dameur b (fig. 2.), jusqu'à formation, dans la partie inférieure du tube, d'un bouchon hermétique c, qui sert de corps et de pointe de fonçage grâce à sa forte adhérence frictionnelle contre la paroi du tube.
En frappant ce bouchon avec le même pilon, qui agit maintenant comme mouton de fonçage, le tube est enfoncé dans le sol jusqu'à la profondeur voulue (fig. 8). En suite, on introduit l'eau servant à ramollir le bouchon (fig. 4), puis après que le tube a été convenablement relevé, le bouchon c est détaché de la paroi du tube par des coups frappés au moyen du mouton-dameur b et refoulé en partie hors du tube et fortement comprimé contre la paroi du sol, en dessous de ce tube a (fig. 5).
Des charges successives de béton sont déversées dans le tube et pi lonnées @à l'aide du susdit mouton, pour exé cuter le corps du pieu, en comprimant le bé ton couche par couche, afin de tasser ce bé ton dans le sol jusqu'à ce que tout le corps du pieu soit achevé (fig. 7).
Le mouton b à chute libre, agissant comme pilon, sert donc successivement à la formation et à la compression du bouchon c; au fonçage du tube par l'entremise de ce bouchon; à l'expulsion dudit bouchon hors du tube, dans le sol, après addition d'eau; au damage et à la compression, couche par cou che, de la masse de béton déversée par charges successives dans le tube jusqu'à ce que le pieu soit terminé.
Il est important que le diamètre du mou ton b soit sensiblement moindre que le dia mètre intérieur du tube et aussi de donner à ce mouton une conformation intérieure trou- conique ou similaire, de manière à accélérer la formation du bouchon et !à. augmenter l'adhérence frictionnelle de ce dernier dans le tube.
Les particularités ci-dessus pour le fon- çage accéléré d'un tube dans le sol à l'aide d'un mouton-dameur à tête tronconique, dont le diamètre est très sensiblement moindre que celui du tube, sont tout spécialement impor tantes et avantageuses pour permettre l'exé cution rationnelle, rapide et .économique des pieux inclinés en béton moulés dans le sol.
Jusqu'à présent, de tels pieux inclinés n'ont jamais pu être exécutés rationnellement, rapidement et économiquement en raison des sérieuses difficultés provenant précisément de l'inclinaison. Avec les procédés usuels, le mouton dameur, dont le poids est toujours considé rable, éprouve, en glissant dans le tube de fonçage incliné, une importante résistance frictionnelle. Sa force vive de battage et de damage se trouve par ce fait notablement ré duite et d'autant plus réduite que l'inclinai son du tube sur la verticale est plus accen tuée.
En outre, la friction de glissement du- dit mouton-dameur contre la paroi du tube provoque une usure rapide de ce tube. De plus, ce mouton-dameur glisse excentrique ment dans le tube, à moins que des moyens compliqués et coûteux soient prévus pour as surer un guidage concentrique. Et encore, de tels moyens ne peuvent plus être utilisés lorsqu'il s'agit d'exécuter des pieux armés inclinés.
Suivant le procédé perfectionné en cause ici, tous les inconvénients précités sont sup primés ainsi qu'il sera indiqué ci-après, en référence aux figures schématiques des des sins annexés.
Dans ces dessins: La fia. 8 représente schématiquement un mode d'exécution des pieux inclinés suivant le procédé perfectionne; la fig. 9 montre le pieu incliné dans l'état achevé; la fig. 10 représente une "sonnette" pour l'exécution des pieux à tout degré d'inclinaison.
En fig..8, a désigne le tube de fonçage qui s'appuie contre la voie inclinée de gUi- dage d et est conduit dans une lunette di rectrice<I>k</I> sous la commande du câble<I>f ; b</I> est le mouton-dameur qui, en dehors du tube a, s'appuie également contre la voie de gui dage inclinée d et est déplacé au moyen du câble g.
Ce mouton-dameur présente une tête co nique e qui n'est pas d'usage pour les mou tons usuels servant au fonçage des tubes.
Ce mouton-dameur est utilisé à la for mation du bouchon de béton c dans la partie inférieure du tube a, au fonçage du tube par frappe sur ce bouchon, à l'expulsion dudit bouchon hors du tube lorsque ce dernier a été foncé à profondeur voulue, à la confection de la base élargie ci du pieu en partie au moyen de ce bouchon et au damage des charges successives de béton déversées dans le tube<I>a</I> pour former le corps j du pieu.
Lorsque le mouton-dameur b descend le long du guidage d, sa position est naturel lement excentrée par rapport au tube a dont le diamètre intérieur est sensiblement plus grand que celui dudit mouton.
L'extr É-mité inférieure de ce mouton vient < alors rencontrer, par sa surface conique e, le bord supérieur rai du tube a, ce qui a pour ef fet de modifier la direction de chute de ce mouton, suivant une trajectoire se rappro chant très sensiblement de l'axe du tube a. de sorte que ledit mouton, pendant sa course à l'intérieur du tube, se maintient approxima tivement dans l'axe dudit tube sans être en contact frictionnel avec la paroi de ce der nier.
De ce fait, la perte importante de vi tesse et de force vive du mouton, en raison de la friction habituelle contre la paroi in térieure, se trouve évitée.
La trajectoire du mouton à l'intérieur du tube n'est évidemment pas absolument rec tiligne et ne suit pas exactement l'axe de cc tube, mais elle est extrêmement tendue, de sorte que ledit mouton ne touche pas la pa roi dudit tube.
On peut parfaitement distinguer le choc sonore produit par le mouton .à son entrée dans le tube et le choc mât dudit mouton sur le béton au fond du tube, mais on ne perçoit aucun bruit de friction contre la pa roi du tube.
Suivant le diamètre, la longueur et l'in clinaison du tube, on peut faire varier la hau teur de chute du mouton-dameur et, au be soin, modifier son angle de conicité en pré voyant des têtes amovibles de conicités dif férentes, de telle manière que, dans tous les cas, le glissement frictionnel dans le tube et la perte d'énergie résultante soient évités.
On constate par l'expérience que la perte d'énergie due au choc de la tête conique (lu mouton contre le bord supérieur du tube est pratiquement insensible. On obtient à peu près la même rapidité de fonçage du tube, la même compression du sol et la même compression du béton pour l'exécution du pieu pour des hauteurs de chute et des poids de dameur identiques, qu'il s'agisse de tubes verticaux ou de tubes inclinés.
Le mouton-dameur pourrait être guidé en dehors du tube sur un chemin à rouleaux en vue de réduire au minimum la perte d'é nergie.
Même si le pieu en béton doit compor ter une armature métallique intérieure, la position inclinée du tube ne présente pas d'inconvénient sérieux.
La présence dans le tube de l'armature classique en corbeille n'empêche pas le da- meur de pénétrer à l'intérieur de cette cor beille pour y refouler les charges successives de béton et pour centrer parfaitement ladite corbeille à l'intérieur du tube. Il suffit d'em ployer un mouton-dameur de diamètre ap proprié, c'est-à-dire sensiblement moindre que celui de la corbeille, tout comme s'il s'agis sait d'un pieu armé vertical.
Le centrage de la corbeille est d'autant meilleur quand il s'agit de corbeilles pour l'armature de la partie supérieure du pieu, ce qui est généralement le cas dans la pratique.
Il est encore à remarquer que la frappe du mouton-dameur sur un bouchon formé dans la partie inférieure du tube incliné fa cilite le fonçage de ce tube et maintient beau coup mieux la direction et l'inclinaison du fonçage que si le tube était enfoncé par la méthode usuelle, en frappant sur son bord supérieur.
Au surplus, l'ébranchement du sol est beaucoup moins accentué.
Enfin, le fait que le mouton-dameur agit concentriquement dans le tube incliné pour le damage et le refoulement du béton hors du tube pendant toute la durée d'exécu tion du pieu, assure une compression r6gu- lière du sol et un maximum de résistance dudit pieu.
Il a été constaté que tous les effets et avantages précités sont obtenables pour toutes les inclinaisons nécessitées par les be soins de la pratique.
La sonnette montrée en fig. 10 est dis posée pour le fonçage des tubes et l'exécu tion des pieux sous toutes inclinaisons.
Elle convient également pour l'exécution des pieux verticaux.
Cette sonnette comporte la jumelle h sur laquelle sont prévus les voies et moyens de guidage du tube a et du mouton-dameur b, ladite jumelle étant inclinable par pivotement autour d'un axe p monté sur le chariot usuel o portant la machinerie. Deux poussards i réglables en longueur ou en position à leur base t par tous moyens connus permettent de faire varier l'inclinaison de la jumelle h et, par conséquent, celle du tube et du pieu. Le chariot est mis de niveau et calé en position par tous moyens usuels.
Pour l'exécution de pieux verticaux ou inclinés, il importe d'assurer le plus possible une compression notablement plus grande du sol en augmentant considérablement la force des coups frappés par le mouton-dameur lors du damage du béton bien au delà de la me sure qui était jugée nécessaire jusqu'à pré sent et ceci jusqu'à l'extrême limite.
Cette augmentation de la force des coups est également très avantageuse pour la for mation du bouchon de béton et l'enfoncement du tube, de sorte qu'elle accélère le travail et améliore l'exécution du procédé tout entier.
La compression du sol qui résulte de l'enfoncement du tube n'est essentiellement dépendante que du diamètre de ce tube; l'augmentation de la force des coups frappés par le mouton n'intervenant ici que pour la formation plus rapide du bouchon de béton et l'accélération de l'enfoncement, mais il en va autrement avec l'influence que la force des coups du mouton-dameur exerce sur la com pression du sol par le damage du béton du rant l'exécution du pieu.
Jusqu'à présent, on a employé cette force des coups uniquement en vue d'assurer la, pression jugée nécessaire au damage, sans vouloir exercer une influence particulière sur la compression du sol. On remarquera que, suivant le procédé décrit, on augmente considérablement la force des coups lors du damage pour assurer non seulement une compression nettement plus grande du sol, mais encore pour amé liorer notablement la qualité du pieu en bé ton.
La compression plus grande du sol ré sulte du fait que lors. du damage avec une force vive considérable, il se forma à la sur face du pieu une succession de bourrelets annulaires qui transmettent la pression du damage dans le sol en direction radiale, ces mêmes bourrelets, après durcissement, exer çant une compression dans la direction axiale du pieu.
Quand la force des coups est considérable ment augmentée, chaque bourrelet s'étend rapidement dans la direction radiale et peut ainsi durcir plus vite, de sorte qu'il agit sur le sol, dans le voisinage du pieu, à peu près comme un dameur qui travaillerait ce sol et que l'augmentation de la force des coups frappés assure une compression notablement plus grande du sol autour du pieu.
Cette augmentation de la force des coups n'exerce aucune influence défavorable sur la qualité du pieu; en effet, l'échappe ment radial accentué du béton, sous forme de bourrelets, empêche ce béton d'être exposé à une pression exagérée qui produirait son durcissement instantané. Il reste seulement exposé à une pression qui exerce la meilleure influence pour assurer un durcissement ra pide par les voies normales.
Les inconvénients qui pourraient résul ter des coups frappés avec une très grande force sur le bord supérieur du tube, pour le fonçage de ce dernier, se trouvent ici, comme déjà dit, considérablement atténués par le fait que ces coups sont frappés sur le bouchon à la base du tube, ainsi qu'il a été exposé pré cédemment.
Pour donner un exemple concret, on in diquera les chiffres ci-après: Diamètre intérieur du tube: 500 mm; poids du mouton-dameur à chute libre: 3000 kg; hauteur de chute: 4 à 6 mètres; pression des coups: 12.000 à 18:000 kg.
Sous une charge d'essai de 250 tonnes, le pieu exécuté suivant les chiffres précités éprouvait un affaissement de 2 mm seu lement, tandis que pour un même pieu, exé cuté avec une force dans les limites habi tuelles, l'affaissement résultant de cette même charge est de plusieurs centimètres au moins.
On peut estimer que suivant l'invention, les coups sont frappés avec une force mini mum comprise entre 60 et 90 kg par centi mètre carré.
Une autre particularité du procédé est de rendre possible l'exécution rationnelle de pieux en béton armé, moulés dans le sol par damage du béton.
Le fait que la forte compression du bé ton dans le sol et, par conséquent, la forte compression du sol exigent l'emploi d'un mouton-dameur de diamètre sensiblement moindre que le diamètre du tube, permet de faire descendre facilement ce mouton à, l'in térieur d'une armature en corbeille consti tuant un cylindre creux ajouré formé de barres génératrices réunies entre elles par un fer rond enroulé en hélice dans toute la hau teur.
Les barres rectilignes, formant généra trices de la corbeille cylindrique descendue dans le tube, peuvent être disposées à une faible distance de la paroi de ce tube et, par conséquent, de la paroi du trou creusé dans le sol par ce tube, c'est-à-dire dans la zone efficace d'armature du pieu.
En raison de la grande compression du sol qui peut être produite dans cette zone par le béton très fortement damé, lesdites barres, ainsi que leur armature de liaison enroulée en hélice, se trouvent complètement enrobées par du béton fortement comprimé et tra vaillent par conséquent dans les meilleures conditions pour donner au pieu la résistance maximum..
Un mode cl'e:iéetion de pieu en béton comprimé, armé comme il vient d'être dit, se trouve représenté dans les fig. 11 -à 20 des dessins annexés.
Les fig. 11 à. 13, ainsi que les fig. 14 et 15 représentent deux différents modes d'exé cution des corbeilles d'amatures.
Selon les fig. 11 à. 13, les barres longitu dinales sont constituées par des fers plats 7n réunis entre eux par un fer rond n (enroulé en hélice) et passant dans des entailles des fers lia.
Selon les fig. 14, 15, les barres longitu dinales sont constituées par des fers ronds mi qui sont reliés aux fers n enroulés en hélice par des liaisons en fil de fer r.
Pour l'exécution du pieu (fig. 16 à 20), le tube est d'abord foncé et sa base est for mée dans le sol par une masse de béton damé comprenant le bouchon expulsé. Ensuite, le panier cylindre n-Jm est descendu dans le tube, laissant un faible espace libre jusqu'à la paroi de ce dernier (fig. 17).
Ensuite, on introduit dans la corbeille une masse de béton frais jusqu'à une hauteur déterminée, de sorte que la partie inférieure de la corbeille se trouve noyée dans la masse de béton frais (fig. 18).
Le dameur b agit alors à l'intérieur de la corbeille (fig. 19) dans @ laquelle il peut descendre facilement, en raison de sa pointe tronconique e, et il dame le béton en le re foulant latéralement, alors que le tube a a été relevé d'une quantité suffisante pour que la masse de béton qui se trouve en dessous de lui soit écartée en comprimant le sol et en enrobant sous forte pression les armatures du panier dont les barres longitudinales re posent sur la base élargie fortement compri mée du pieu, qui est montré dans l'état achevé en fig. 2:
0 La même corbeille d'armature est utili sable pour les pieux inclinés ainsi qu'il a été dit plus haut et avec les mêmes avantages que pour les pieux verticaux.