Dispositif pour le fonçage et l'arrachage de pieux, palplanches, tubages et éléments analogues Pour assurer le fonçage de pieux, palplanches, tubages et éléments analogues, lesquels seront, dans ce qui suit, désignés par le terme générique de pieux , ou effectuer l'arrachage, il est connu d'as socier au pieu un ensemble générateur d'impulsions alternatives, monté directement et prenant entière ment appui sur le pieu.
Les impulsions produites par ledit générateur sont communiquées également directement au pieu et assurent, soit son enfonce ment, en s'ajoutant à l'effet de la pesanteur, soit son arrachage, si l'on compense l'effet de la pesan teur et assure une traction ascendante par tout moyen approprié. Un procédé de ce genre est décrit dans le brevet suisse No 288099.
Avec ce mode de fonçage ou d'arrachage, des résultats avantageux ont été obtenus en ménageant au générateur d'impulsions, toujours monté directe ment sur le pieu, une certaine liberté de mouvement par rapport au pieu. Cette liberté de mouvement, si elle est limitée, dans une direction au moins, permet de transformer ces impulsions en chocs ou percus sions. Un dispositif pour assurer ainsi les opérations de fonçage et d'arrachage a été décrit dans le brevet suisse N 326448.
La présente invention a pour objet un dispositif de fonçage et d'arrachage de ce genre en mettant en oeuvre, d'une façon générale, les chocs ou per cussions résultant de la transformation d'impulsions fournies par un générateur monté sur un pieu ou élément analogue. Ce dispositif a pour but d'ac croître la puissance, l'efficacité et la fréquence des chocs utiles, d'améliorer le rendement et d'augmenter les possibilités de fonçage et d'arrachage dans les positions verticales, inclinées ou horizontales.
Le dispositif de fonçage et d'arrachage objet de l'invention est caractérisé en ce que, entre le géné rateur de percussions et une pièce de fixation à l'élément à l'opposé de la zone d'application des percussions, est disposé un organe élastique amortis sant, absorbant et récupérant les impulsions pro duites dans le sens opposé à celui de l'effet recherché.
Dans une forme d'exécution particulière du dis positif, l'organe élastique est formé d'un ou plusieurs ressorts. Pour régler la tension de ce ou ces res sorts, un vérin est interposé entre ceux-ci et leur appui solidaire du pieu. Ce vérin peut être actionné en cours de fonctionnement et permet ainsi, en mar che, de régler le ressort en vue d'obtenir la fréquence la plus efficace des percussions et leur effet optimum.
Le dispositif selon l'invention peut s'adapter aux pieux de formes et de longueurs diverses ainsi qu'aux différents terrains où ils doivent être foncés. Il peut ainsi remplacer toute une gamme d'appareils de types et puissances différents, assurant une grande sim plification de l'outillage et du transport du matériel.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention et son utilisation dans différentes positions.
La fig. 1 montre schématiquement le dispositif utilisé pour le fonçage.
La fig. 2 montre l'utilisation du même dispositif pendant l'arrachage.
La fig. 3 montre son utilisation en forage hori zontal.
La fig. 4 est une vue en coupe de ladite forme d'exécution du dispositif. Sur la fig. 1, 1 désigne un générateur d'impul sions, qui est, de préférence, une machine à volants et balourds du type décrit dans les brevets précités. Ce générateur 1 est utilisé pour l'enfoncement d'un élément quelconque, par exemple la palplanche 2. 3 est un casque de battage, solidaire d'un vérin 4. Entre le vérin 4 et le générateur d'impulsions 1 est placé un ressort 5.
La longueur du ressort 5, et donc sa tension, sont réglées de façon à permettre les fréquences de battage les plus favorables en accord avec les caractéristiques du terrain et de la palplan- che, et pendant l'enfoncement de cette dernière.
Une pièce 6, solidaire du générateur d'impul sions 1, se soulève quand la force centrifuge donnée par la rotation des volants à balourds du générateur 1 est supérieure à la tension du ressort 5 et au poids du générateur. Donc, à chaque position du vérin 4 à laquelle correspond une tension bien déterminée du ressort, correspond également une vitesse mini mum du générateur pour laquelle il y a soulèvement de celui-ci et effort de percussion sur le casque de battage 3.
Si donc on veut, en cours de fonçage, augmenter les efforts minimums de percussion pro duits par le générateur 1, c'est-à-dire augmenter la vitesse de rotation des volants si on laisse constante la masse des balourds, on augmentera également la tension du ressort à la valeur voulue.
En d'autres termes, si la tension du ressort est supérieure à la force centrifuge du générateur, la palplanche 2 ne subit que les impulsions alternatives normales données par cette force centrifuge. La per cussion apparaît quand la force centrifuge dépasse la tension du ressort et à partir du moment où deviennent suffisamment importants les frottements dus au terrain, sur l'élément à enfoncer.
Le ressort à tension réglable disposé ainsi de façon convenable, entre le casque de battage 3 soli daire de l'élément à enfoncer 2 et le générateur d'impulsions 1, a pour objet - en dehors de la possibilité qu'il donne d'augmenter la fréquence de battage pour une masse déterminée de la partie en mouvement - d'augmenter la force de percussion pendant le battage en restituant l'énergie emmaga sinée à la remontée, et de récupérer et restituer l'énergie de rebondissement due à l'élasticité de l'élément à enfoncer. On arrive ainsi à obtenir des efforts de percussion bien supérieurs aux efforts alternatifs donnés par le générateur d'impulsions.
Le casque 3 porte des colonnes 7 reliées rigi dement à une plaque d'appui 8, dans laquelle est inséré le vérin 4. Le générateur d'impulsions 1 peut glisser le long des colonnes 7 par ses flasques de g<B>Cr</B> uidage 9.
Pour l'arrachage d'un élément quelconque en foncé dans le sol, on utilise le même dispositif en position retournée (fig. 2). Avec ce dispositif, l'ar rachage du pieu peut être obtenu sans traction auxiliaire, la traction ne devenant nécessaire qu'à partir du moment où le frottement du pieu dans le sol est insuffisant pour compenser le poids du pieu. Cet avantage est important, car il évite la mise en rouvre de moyens de traction lourds et onéreux ; il est particulièrement appréciable dans les travaux en site aquatique.
Dans le cas où on a à opérer un fonçage hori zontal, celui d'un tubage par exemple, on procède en utilisant un dispositif analogue à celui montré par la fig. 3, dans laquelle 2 est l'élément à enfoncer (un tubage), 1 le générateur d'impulsions, 3 le cas que de battage, 4 le vérin, 5 le ressort, 7 les tiges de guidage, l'ensemble roulant par des galets 10 sur des rails 11, et 12 un vérin complémentaire.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante Au début de l'opération de fonçage, le vérin 12 remplace l'effet de la pesanteur qui agit dans le cas des opérations de fonçage vertical ou incliné.
A partir du moment où l'élément à enfoncer a suffisamment pénétré dans le terrain pour que l'effet du frottement de ce dernier sur cet élément en empêche un retour appréciable, l'action du vérin 12 n'est plus nécessaire et l'enfoncement dudit élément se poursuit sous l'effet des percussions vers le ter rain, suivant un mode de fonctionnement analogue à celui décrit pour l'arrachage.
Etant donné l'importance des forces qu'il est possible de mettre en jeu par l'utilisation du géné rateur d'impulsions et de la percussion, il s'est avéré avantageux de prévoir un organe intermé diaire transmetteur de la percussion à l'élément à enfoncer. De préférence, cet organe transmetteur des forces de percussion est à élasticité ou à compres sibilité réglables.
La fig. 4 montre ladite forme d'exécution du dispositif.
1 est un générateur d'impulsions à quatre vo lants à balourds 20 entraînés par un moteur 21 et disposés avec leurs axes orthogonaux, ces axes étant situés dans deux plans différents superposés pour permettre de diminuer l'encombrement du dispositif en largeur. Le fonctionnement et les possibilités du dispositif sont les mêmes que ceux décrits dans les brevets précités. En particulier, on peut provoquer, si on le désire, en plus de la percussion verticale, un mouvement de rotation alternatif horizontal, étant entendu que les expressions vertical et hori zontal devraient être remplacées par: suivant l'axe du pieu ou perpendiculairement à cet axe, dans le cas du fonçage de pieux inclinés.
2 est le pieu à enfoncer, 3 le casque de battage fixé au pieu par un dispositif de serrage 22. En 23 est un matelas à élasticité réglable interposé entre le générateur d'impulsions 1 et le casque 3. Ce matelas est en caoutchouc avec cavité intérieure.
Le ressort 5 peut être du type spirale comme représenté ou à rondelles Belleville. Sa tension peut varier de 1 à 10 tonnes dans un dispositif déterminé.
Pour modifier le poids de la partie mobile, des contrepoids ou masses additionnelles réglables, par exemple composés d'anneaux en métal lourd 24, sont prévus. L'ensemble des amortisseurs élastiques et régla bles décrits et représentés peut être remplacé par un amortisseur hydraulique ou analogue. Un tel amortisseur permet d'ailleurs, par simple réglage initial, d'effectuer sans retournement aussi bien les opérations d'arrachage que celles de fonçage.