Dispositif d'ancrage d'une pièce de soutènement
La présente invention a pour objet un dispositif d'ancrage d'une pièce de soutènement dans un forage.
Pour le soutènement des parois rocheuses, au moyen de boulons d'ancrage selon une méthode bien connue, on place chaque boulon dans un forage pratiqué dans la paroi. Le boulon est retenu dans le fond du forage par un dispositif d'ancrage. Du côté de la paroi, le boulon retient lui-même une plaque de soutènement et l'applique sur le terrain que l'on veut stabiliser.
Les dispositifs d'ancrage et de serrage généralement employés présentent des inconvénients sérieux. Les ancrages classiques des boulons sont constitués par des pièces d'acier, dites coquilles, de forme générale allongée, appelées à s'écarter sous l'action de coins d'acier, tout en restant parallèles à l'axe du boulon.
Les dimensions transversales des coins étant limitées dans tous les cas par la dimension diamétrale des forages,
I'écartement des coquilles, qui mesure la capacité d'expansion du dispositif, ne peut pas dépasser la valeur du diamètre du boulon. Par suite, I'expansion est strictement limitée. Au maximum, elle représente une partie du diamètre du forage. Une expansion correspondant à cet ordre de grandeur peut être suffisante dans les roches de dureté moyenne. Elle devient trop faible lorsqu'il s'agit d'assurer l'ancrage efficace de boulons dans les roches tendres. Cela restreint considérablement l'application des boulons de soutènement, puisque les roches tendres sont précisément celles pour lesquelles le boulonnage serait de la plus grande utilité.
Les dispositifs de serrage qui permettent la mise en action des ancrages usuels sont divers. Ils présentent souvent l'un ou l'autre des inconvénients suivants: ils soumettent les tiges des boulons à des surcharges nuisibles, ils ne permettent pas de régler avec précision les efforts de serrage des dispositifs d'ancrage.
Le but de la présente invention est de créer un dispositif d'ancrage qui remédie à ces inconvénients'.
Pour cela, l'invention a pour objet un dispositif d'ancrage d'une pièce de soutènement dans un forage, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de traction lié par une extrémité à un mécanisme à bielles destiné à être placé dans un forage, des moyens de compression agissant sur ledit mécanisme et liés à l'autre extrémité de l'organe de traction de façon à provoquer une expansion latérale dudit mécanisme, des moyens s'appuyant sur lesdits moyens de compression pour exercer une traction sur ledit organe de traction et des moyens de blocage de l'organe de traction par rapport auxdits moyens de compression.
La description qui va suivre, ainsi que le dessin annexé, feront comprendre comment l'invention peut par exemple être réalisée.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première forme d'exécution du dispositif selon l'invention, comprenant un tirant de grande puissance, mis en place dans un forage.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution comprenant un boulon de force moyenne mis en place dans un forage.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. S est une coupe diamétrale d'un dispositif d'attache des armatures de traction dans une autre forme d'exécution de l'invention.
La fig. 6 comprend, dans sa moitié supérieure, une vue de dessus du dispositif de la fig. 5, et dans sa moitié inférieure, une coupe transversale VI-VI de ce dispositif.
La fig, 7 est une coupe en long de l'about d'une armature de traction, représentant l'un des moyens d'attache d'une telle armature, adapté au dispositif de la fig. 5, et
la fig. 8 est une coupe longitudinale d'un autre dispositif d'accrochage de ces armatures de traction.
La fig. 1 montre, à titre d'exemple, un tirant de forte puissance placé dans un forage 2, en terrain de faible cohésion. Le tirant pris pour exemple comporte une gaine tubulaire 3 en acier ordinaire, dont la rugosité a été augmentée extérieurement par un sablage 15 exécuté sur un enduit frais de colle de type époxy. La gaine 3 est renforcée à ses extrémités par des manchons 4a et 4b.
L'un de ces manchons porte des ondulations 14 destinées à augmenter l'adhérence du métal au mortier de ciment 13 qui l'enrobe. Sur la fig. 1, I'importance de ces ondulations a été exagérée à dessein.
L'armature 6 du tirant est constituée par des fils d'acier à haute résistance. Elle est capable de supporter des efforts de traction très élevés. Les fils d'acier sont munis de blocs d'arrêt 5a et 5b à leurs extrémités. Les fils sont disposés de façon à ménager un passage central 19 pour le coulis de ciment assurant l'enrobage du tirant. A la paroi extérieure, le tirant applique au terrain une réaction stabilisatrice, grâce à la plaque 8 serrée par l'écrou 9.
Le dispositif d'ancrage comprend en fond de forage deux bielles courtes en acier laminé 10a et deux bielles longues lOb. Par la mise en tension de l'armature 6, sous l'action des vérins 16, solidaires de la tige creuse 17 vissée sur le bloc 5a, les bielles ont été soumises à une forte compression longitudinale. Sous cette compression, elles se sont déployées selon un quadrilatère dont les côtés se sont enfoncés dans le terrain. Tiré par la tige 17, le bloc 5a, qui se trouvait initialement à l'intérieur du manchon 4a a été extrait de ce manchon. En fin de course, il a pu être calé au moyen de la pièce intermédiaire 12, formant clavette, ce qui a définitivement immobilisé le dispositif, par blocage de l'écrou 9.
L'ensemble a été consolidé et lié au terrain au moyen de l'injection du coulis de ciment 13. Cette injection a été faite en deux temps. Les vides existant dans le forage ont été remplis à basse pression au cours d'une première phase de travail. Puis l'obturateur 33 a été mis en fonction. L'injection s'est alors poursuivie en pression, tandis que les vérins 16 mettaient en place progressivement les bielles 10.
La fig. 2 correspond à la coupe II-II de la fig. 1.
Elle montre la disposition des bielles 10 munies de dents 21 et renforcées par des armatures 20 en acier mi-doux soudées, qui les relient entre elles. Elle montre en coupe l'armature 6, contenue dans une gaine de protection 18 et le passage 19 pour le coulis d'injection 13 qui forme masse d'ancrage pour le tirant.
La fig. 3 montre un boulon de force moyenne mis en place dans un forage 2. Ce boulon comprend une gaine tubulaire 3 renforcée à ses extrémités par des manchons 4a et 4b. Certains de ces manchons portent des ondulations 14 destinées à augmenter leur adhérence au coulis de ciment 13 qui les enrobe. L'armature 6 du boulon comprend trois fils d'acier crénelés à haute résistance.
L'un de ces fils 7 occupe une position axiale. Il est muni à ses extrémités de têtes 5a et 5b, dites blocs d'arrêt.
Sur la paroi rocheuse, le boulon applique au terrain une réaction stabilisatrice, que répartit la plaque 8 serrée par l'écrou 9.
Le dispositif d'ancrage comprend en fond de forage quatre bielles 10 en fonte ou en acier. I1 est entendu que ce nombre pourrait être doublé ou triplé s'il en était besoin. Les bielles portent des bossages 21. Elles sont reliées par des articulations 20. Les bielles représentées par la fig. 3 ont été soumises à une compression longitudinale résultant de la mise en tension du fil 7. Sous cette compression, elles se sont déplacées en parallélogramme, dont les pointes externes se sont incrustées dans les parois du forage. Le fil 7 a été mis en tension au moyen de l'écrou de serrage 11, engagé sur le manchon fileté 31 et portant sur la pièce intermédiaire 12, appuyée elle-même sur le manchon fileté 4a.
L'ensemble a été consolidé et lié au rocher au moyen d'un coulis de ciment 13. Ce coulis de ciment a été injecté dans le forage à partir de deux évents ménagés dans la pièce intermédiaire 12. Après avoir franchi ces deux évents, le coulis 13 a progressé le long de la gaine tubulaire 3, en suivant les deux canaux qui lui ont été ménagés en raison de la disposition des fils 6. Le coulis a enrobé les bielles 10 et le bloc terminal 5b. Il est revenu à travers l'espace annulaire compris entre la gaine 3 et les parois du forage 2, pour assurer le garnissage de la plaque 8.
La fig. 4 correspond à la coupe IV-IV de la fig. 3.
Elle montre la disposition des bielles 10, de l'armature centrale 6 et du fil axial 7, enrobés par le coulis 13.
La fig. 5 est relative à un mode de réalisation du bloc d'arrêt 5a de la fig. 1. Ce bloc d'arrêt est constitué par une pièce cylindrique 23 comportant un vide central cylindrique fileté 24, sur lequel débouchent des saignées rayonnantes 25, symétriquement réparties au pourtour du trou 24. Le nombre de ces saignées correspond au nombre de fils 7 de l'armature 6 que le bloc doit recevoir.
La pièce 23 repose sur une pièce intermédiaire 12 constituée par deux barrettes d'acier formant cales et clavettes, glissées entre les fils 7 de l'armature 6.
La fig. 6 représente, dans sa moitié supérieure, la vue de dessus d'un bloc d'arrêt 5a, présenté en coupe diamétrale sur la fig. 5. Les fils 7 se terminent par des bulbes 28 réalisés par matriçage à froid. Ces bulbes s'appuient sur des écrous en acier dur 26, par l'intermédiaire de rondelles en acier ordinaire 27. Dans sa moitié inférieure, la fig. 6 représente la coupe en travers de la pièce 23 suivant le plan VI-VI de la fig. 5. Sur cette coupe, on voit comment sont disposées les saignées rayonnantes 25 débouchant sur le trou central fileté 24.
Ce trou central présente un diamètre suffisant pour laisser passer les écrous 26. Il peut recevoir la tubulure 17 de la fig. 1.
La fig. 7 représente la terminaison d'un fil d'acier 7 préparée en vue de la fixation de ce fil sur le bloc d'arrêt 5a. Le fil 7 a été engagé partiellement dans l'écrou en acier à haute limite élastique 26, muni d'une rondelle en acier mi-doux 27, constituant un élément intermédiaire répartiteur de contraintes. Au moyen d'une machine spéciale l'extrémité du fil 7 munie de l'écrou 26 de la rondelle 27 est soumise à une compression longitudinale très élevée. Sous l'effet de cette compression, il se forme un bulbe 28 à l'about du fil 7. En même temps, la partie du fil 7 se trouvant à l'intérieur de l'écrou 26 subit une expansion latérale. De ce fait, elle vient s'engrener avec les filets 30 de l'écrou. Une cale d'épaisseur 31 peut être glissée sous l'écrou pour corriger les écarts de longueur du fil ainsi préparé.
Une fois prêt à être monté, le fil 7 est passé dans le trou 24 de la pièce 23, et engagé dans l'une des rainures 25 de cette pièce, comme le montre la fig. 5 représentant le bloc d'arrêt Sa.
La fig. 8 est relative à un moyen de fixation des fils 7 de l'armÅature 6. Les écrous26 complétés par les rondelles 27, sur lesquelles s'appuient les bulbes 28, reposent sur les manchonnets 31, constitués par des tronçons de tube d'acier collés sur les fils 7 de l'armature 6. Ces manchonnets reportent sur les barrettes de la pièce intermédiaire 12, les compressions qui leur sont transmises par les écrous 26. Les barrettes transmettent ces compressions au manchon épais fileté 4a, qui porte l'écrou 9 serré sur la plaque d'appui 8 bloquée contre le rocher.
L'injection du coulis de ciment destiné à enrober le boulon, passe à travers une tubulure centrale 32. Pour permettre la mise en pression du coulis, après une première phase de remplissage, un obturateur 33 est disposé en arrière du manchon fileté 4a. Cet obturateur est constitué par une enveloppe perdue torique, en matière plastique, que l'on peut gonfler au moyen d'un tube souple 34.
La rugosité de la gaine tubulaire 3 qui protège les armatures 6 est augmentée extérieurement par sablage effectué sur un enduit frais de résine de type époxy. La rugosité du manchon intérieur simple 4b, qui est collé sur les gaines 3, et qui sert de butée aux bielles, est augmentée par des ondulations 14 faites mécaniquement.
Dans d'autres formes d'exécution, le dispositif d'ancrage peut comprendre une suite de bielles, dont le nombre peut être augmenté à volonté, qu'une action extérieure force à se déployer en formant un ou plusieurs parallélogrammes ou quadrilatères, soit placés à l'extrémité interne de chaque tige, soit répartis en série de façon arbitraire, au long de chaque tige, que l'on peut rendre indéformables à tout moment. Les pointes externes de ces quadrilatères s'enfoncent dans les parois du forage, aussi profondément qu'il est nécessaire, pour réaliser un ancrage présentant une pleine efficacité. Le déploiement des quadrilatères s'effectue sous l'action de deux compressions opposées s'appliquant aux deux extrémités des groupes de bielles. La force nécessaire pour le blocage du dispositif lui est transmise par les armatures des tiges.
Cette force est en rapport avec la puissance d'accrochage nécessaire.
Pour les boulons et tirants de grande dimension, ces compressions peuvent être engendrées au moyen de vérins amovibles extérieurs. Pour les boulons plus petits,
L'action de serrage est produite au moyen d'un écrou extérieur.
Le dispositif décrit s'applique aux boulons des types les plus divers. Cependant, il présente le maximum d'avantages pour les boulons injectables au mortier de ciment, dont la tige comporte une armature centrale en fils d'acier à haute résistance, protégée de l'oxydation par une gaine tubulaire en acier ordinaire. Lorsque le dispositif d'ancrage décrit est appliqué à un tel boulon injectable, les fils d'armatures sont mis en état de précontrainte, en raison de leur mise en tension, au cours de l'opération de serrage de l'ancrage terminal du boulon. Par contre, les tubes-gaines sont mis en compression. Les efforts transmis par les tiges peuvent être réglés, par exemple en faisant participer le rocher aux actions à transmettre. Ainsi, I'état de contrainte des tiges peut être adapté avantageusement aux caractéristiques des aciers utilisés.
L'avantage principal du dispositif d'ancrage décrit reste cependant de présenter une possibilité d'expansion s'élevant à plusieurs fois le diamètre du forage dans lequel on peut le placer. Cette possibilité d'expansion permet l'emploi du dispositif dans les terrains déformables ou possédant une faible cohésion. On peut ainsi réaliser des ancrages dans les terres et les sols, quitte à augmenter le nombre ou la dimension des bielles.
Lorsqu'il est employé avec un boulon injectable au coulis de ciment, le dispositif d'ancrage décrit devient lui-même injectable. La mise en place du mortier de ciment peut s'effectuer, soit pendant le déploiement des bielles soit après. Elle est facilitée par la disposition des systèmes d'attache des armatures. Selon cette disposition, les armatures des tiges de boulons sont multiples, le cas de l'armature centrale unique étant exclu. Un passage central, ou tout au moins deux passages latéraux suffisamment larges, sont ménagés dans toute section pour le cheminement facile du coulis.
L'adhérence des tiges avec le mortier d'enrobage est augmentée par sablage sur enduit de colle de type époxy, ou par des ondulations réalisées sur le métal par action mécanique. Les obturateurs, récupérables ou non, constitués par une enveloppe torique souple, gonflable, que l'on dispose autour de la tige des boulons permettent la mise en pression du coulis de ciment.
La cimentation protège les divers dispositifs contre la rouille. Elle augmente la rigidité des ancrages et affermit leur liaison au rocher.
Anchoring device for a retaining piece
The present invention relates to a device for anchoring a support part in a borehole.
For the support of rock walls, using anchor bolts according to a well known method, each bolt is placed in a borehole made in the wall. The bolt is retained in the bottom of the borehole by an anchoring device. On the side of the wall, the bolt itself retains a support plate and applies it to the ground that is to be stabilized.
The anchoring and clamping devices generally employed have serious drawbacks. Conventional anchorings for bolts are formed by pieces of steel, called shells, of generally elongated shape, called to move apart under the action of steel wedges, while remaining parallel to the axis of the bolt.
The transverse dimensions of the corners being limited in all cases by the diametral dimension of the drillings,
The spacing of the shells, which measures the expansion capacity of the device, cannot exceed the value of the diameter of the bolt. Therefore, the expansion is strictly limited. At most, it represents part of the borehole diameter. An expansion corresponding to this order of magnitude may be sufficient in rocks of medium hardness. It becomes too weak when it comes to ensuring effective anchoring of bolts in soft rocks. This greatly restricts the application of support bolts, since soft rocks are precisely those where bolting would be most useful.
The clamping devices which allow the actuation of the usual anchors are diverse. They often have one or other of the following drawbacks: they subject the shanks of the bolts to harmful overloads, they do not allow precise adjustment of the clamping forces of the anchoring devices.
The aim of the present invention is to create an anchoring device which overcomes these drawbacks.
For this, the invention relates to a device for anchoring a supporting part in a borehole, characterized in that it comprises a traction member linked by one end to a connecting rod mechanism intended to be placed in a drilling, compression means acting on said mechanism and linked to the other end of the traction member so as to cause a lateral expansion of said mechanism, means based on said compression means to exert traction on said member traction and locking means of the traction member relative to said compression means.
The description which follows, as well as the appended drawing, will make it possible to understand how the invention can for example be implemented.
Fig. 1 is a view in longitudinal section of a first embodiment of the device according to the invention, comprising a high power tie rod, placed in a borehole.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment comprising a bolt of medium force placed in a borehole.
Fig. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3.
Fig. S is a diametral section of a device for attaching the traction reinforcements in another embodiment of the invention.
Fig. 6 comprises, in its upper half, a top view of the device of FIG. 5, and in its lower half, a VI-VI cross section of this device.
FIG. 7 is a section along the end of a traction frame, showing one of the attachment means of such a frame, adapted to the device of FIG. 5, and
fig. 8 is a longitudinal section of another device for attaching these tensile reinforcements.
Fig. 1 shows, by way of example, a high power tie rod placed in a borehole 2, in low cohesion ground. The tie rod taken as an example comprises a tubular sheath 3 of ordinary steel, the roughness of which has been increased on the outside by sandblasting 15 carried out on a fresh coating of epoxy type glue. The sheath 3 is reinforced at its ends by sleeves 4a and 4b.
One of these sleeves carries corrugations 14 intended to increase the adhesion of the metal to the cement mortar 13 which coats it. In fig. 1, the importance of these ripples has been purposely exaggerated.
The reinforcement 6 of the tie is made of high strength steel wires. It is able to withstand very high tensile forces. The steel wires are provided with stop blocks 5a and 5b at their ends. The wires are arranged so as to provide a central passage 19 for the cement slurry ensuring the coating of the tie rod. On the outer wall, the tie rod applies a stabilizing reaction to the ground, thanks to the plate 8 tightened by the nut 9.
The anchoring device comprises at the bottom of the borehole two short rolled steel rods 10a and two long rods 10b. By tensioning the frame 6, under the action of the jacks 16, integral with the hollow rod 17 screwed on the block 5a, the connecting rods have been subjected to strong longitudinal compression. Under this compression, they are deployed in a quadrilateral whose sides are sunk into the ground. Pulled by the rod 17, the block 5a, which was initially located inside the sleeve 4a, has been extracted from this sleeve. At the end of the stroke, it could be wedged by means of the intermediate part 12, forming a key, which definitively immobilized the device, by locking the nut 9.
The whole was consolidated and tied to the ground by injecting cement grout 13. This injection was done in two stages. The voids existing in the borehole were filled at low pressure during a first phase of work. Then shutter 33 was activated. The injection then continued under pressure, while the jacks 16 gradually put the connecting rods 10 in place.
Fig. 2 corresponds to section II-II of FIG. 1.
It shows the arrangement of the connecting rods 10 provided with teeth 21 and reinforced by welded semi-mild steel frames 20, which connect them together. It shows in section the frame 6, contained in a protective sheath 18 and the passage 19 for the injection grout 13 which forms an anchoring mass for the tie rod.
Fig. 3 shows a medium-strength bolt placed in a borehole 2. This bolt comprises a tubular sheath 3 reinforced at its ends by sleeves 4a and 4b. Some of these sleeves carry corrugations 14 intended to increase their adhesion to the cement grout 13 which coats them. Bolt frame 6 consists of three high strength serrated steel wires.
One of these son 7 occupies an axial position. It is provided at its ends with heads 5a and 5b, called stop blocks.
On the rock face, the bolt applies a stabilizing reaction to the ground, which is distributed by plate 8 tightened by nut 9.
The anchoring device comprises four rods 10 in cast iron or steel at the bottom of the borehole. It is understood that this number could be doubled or tripled if necessary. The connecting rods carry bosses 21. They are connected by articulations 20. The connecting rods shown in FIG. 3 were subjected to a longitudinal compression resulting from the tensioning of the wire 7. Under this compression, they moved in a parallelogram, the outer tips of which were embedded in the walls of the borehole. The wire 7 has been put in tension by means of the tightening nut 11, engaged on the threaded sleeve 31 and bearing on the intermediate piece 12, itself supported on the threaded sleeve 4a.
The whole was consolidated and tied to the rock by means of a cement grout 13. This cement grout was injected into the borehole from two vents made in the intermediate part 12. After passing through these two vents, the Grout 13 has progressed along the tubular sheath 3, following the two channels which have been made for it due to the arrangement of the wires 6. The grout has coated the connecting rods 10 and the terminal block 5b. It returned through the annular space between the sheath 3 and the walls of the borehole 2, to ensure the lining of the plate 8.
Fig. 4 corresponds to section IV-IV of FIG. 3.
It shows the arrangement of the connecting rods 10, of the central frame 6 and of the axial wire 7, coated by the grout 13.
Fig. 5 relates to an embodiment of the stop block 5a of FIG. 1. This stop block is constituted by a cylindrical part 23 having a threaded cylindrical central void 24, onto which radiating grooves 25 emerge, symmetrically distributed around the periphery of the hole 24. The number of these grooves corresponds to the number of threads 7 of the frame 6 that the block must receive.
The part 23 rests on an intermediate part 12 formed by two steel bars forming wedges and keys, slipped between the wires 7 of the frame 6.
Fig. 6 shows, in its upper half, the top view of a stop block 5a, shown in diametral section in FIG. 5. The wires 7 end with bulbs 28 produced by cold forging. These bulbs are supported on hard steel nuts 26, by means of ordinary steel washers 27. In its lower half, FIG. 6 shows the cross section of the part 23 along the plane VI-VI of FIG. 5. In this section, it can be seen how the radiating grooves 25 opening onto the threaded central hole 24 are arranged.
This central hole has a sufficient diameter to allow the nuts 26 to pass through. It can receive the pipe 17 of FIG. 1.
Fig. 7 shows the termination of a steel wire 7 prepared with a view to fixing this wire on the stop block 5a. The wire 7 has been partially engaged in the high elastic limit steel nut 26, provided with a semi-soft steel washer 27, constituting an intermediate stress-distributing element. By means of a special machine, the end of the wire 7 provided with the nut 26 of the washer 27 is subjected to a very high longitudinal compression. Under the effect of this compression, a bulb 28 is formed at the end of the wire 7. At the same time, the part of the wire 7 located inside the nut 26 undergoes lateral expansion. As a result, it meshes with the threads 30 of the nut. A shim 31 can be slid under the nut to correct the length deviations of the wire thus prepared.
Once ready to be assembled, the wire 7 is passed through the hole 24 of the part 23, and engaged in one of the grooves 25 of this part, as shown in FIG. 5 representing the stop block Sa.
Fig. 8 relates to a means for fixing the wires 7 of the frame 6. The nuts26 completed by the washers 27, on which the bulbs 28 rest, rest on the sleeves 31, formed by sections of bonded steel tube on the wires 7 of the armature 6. These sleeves transfer onto the bars of the intermediate part 12, the compressions which are transmitted to them by the nuts 26. The bars transmit these compressions to the thick threaded sleeve 4a, which carries the nut 9 tight on the support plate 8 blocked against the rock.
The injection of the cement grout intended to coat the bolt, passes through a central tube 32. To allow the grout to be pressurized, after a first filling phase, a shutter 33 is placed behind the threaded sleeve 4a. This obturator consists of a toric lost casing, made of plastic, which can be inflated by means of a flexible tube 34.
The roughness of the tubular sheath 3 which protects the reinforcements 6 is increased externally by sandblasting carried out on a fresh coating of epoxy-type resin. The roughness of the simple inner sleeve 4b, which is glued to the sheaths 3, and which serves as a stop for the connecting rods, is increased by corrugations 14 made mechanically.
In other embodiments, the anchoring device can comprise a series of connecting rods, the number of which can be increased at will, which an external action forces to deploy by forming one or more parallelograms or quadrilaterals, or placed at the internal end of each rod, or distributed in series in an arbitrary manner, along each rod, which can be made undeformable at any time. The outer tips of these quadrilaterals sink into the walls of the borehole, as deep as necessary, to achieve a fully effective anchor. The deployment of the quadrilaterals takes place under the action of two opposing compressions applying to both ends of the groups of connecting rods. The force necessary for blocking the device is transmitted to it by the armatures of the rods.
This force is related to the necessary gripping power.
For large bolts and tie rods, these compressions can be generated by means of removable external jacks. For smaller bolts,
The clamping action is produced by means of an outer nut.
The device described applies to bolts of the most diverse types. However, it has the maximum advantages for bolts injectable with cement mortar, the shank of which has a central reinforcement of high-strength steel wires, protected from oxidation by a tubular sheath of ordinary steel. When the anchoring device described is applied to such an injectable bolt, the reinforcing wires are put into a state of prestressing, due to their tensioning, during the tightening operation of the terminal anchoring of the bolt. . On the other hand, the sheath tubes are put into compression. The forces transmitted by the rods can be regulated, for example by making the rock participate in the actions to be transmitted. Thus, the state of stress of the rods can be advantageously adapted to the characteristics of the steels used.
The main advantage of the anchoring device described remains, however, that it presents a possibility of expansion amounting to several times the diameter of the borehole in which it can be placed. This possibility of expansion allows the device to be used in deformable terrain or with weak cohesion. It is thus possible to make anchors in the earth and the soil, even if it means increasing the number or the size of the connecting rods.
When used with a bolt injectable with cement grout, the anchoring device described itself becomes injectable. The cement mortar can be placed either during the deployment of the connecting rods or afterwards. It is facilitated by the arrangement of the reinforcement attachment systems. According to this arrangement, the reinforcements of the bolt rods are multiple, the case of the single central reinforcement being excluded. A central passage, or at least two sufficiently wide side passages, are provided in any section for easy routing of the grout.
The adhesion of the rods with the coating mortar is increased by sandblasting on a plaster of epoxy type glue, or by corrugations produced on the metal by mechanical action. The obturators, recoverable or not, constituted by a flexible, inflatable toric envelope, which is placed around the rod of the bolts, allow the cement grout to be pressurized.
The cementation protects the various devices against rust. It increases the rigidity of the anchors and strengthens their connection to the rock.