EP4556656A1 - Fondation pour pylône à coffrage préfabriqué, procédé de fabrication et d'installation d'une telle fondation - Google Patents

Fondation pour pylône à coffrage préfabriqué, procédé de fabrication et d'installation d'une telle fondation Download PDF

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Publication number
EP4556656A1
EP4556656A1 EP23306961.6A EP23306961A EP4556656A1 EP 4556656 A1 EP4556656 A1 EP 4556656A1 EP 23306961 A EP23306961 A EP 23306961A EP 4556656 A1 EP4556656 A1 EP 4556656A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pylon
formwork
foundation
excavation
prefabricated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23306961.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul LALLEMENT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTE Reseau de Transport dElectricite SA
Original Assignee
RTE Reseau de Transport dElectricite SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RTE Reseau de Transport dElectricite SA filed Critical RTE Reseau de Transport dElectricite SA
Priority to EP23306961.6A priority Critical patent/EP4556656A1/fr
Publication of EP4556656A1 publication Critical patent/EP4556656A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/22—Sockets or holders for poles or posts
    • E04H12/2253—Mounting poles or posts to the holder
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys

Definitions

  • the present invention relates to a foundation for pylon foot(s) intended to be buried in an excavation. It also relates to a method of manufacturing and installing such a foundation.
  • the pylons are generally made of four-legged lattices anchored to the ground on a foundation that must be able to withstand pull-out forces of 300 kN and a moment of 1000 kN.m.
  • the invention aims to be able to provide a foundation suitable for this type of pylon, it applies more generally to other pylons for overhead cable transport installations or even to other pylons used in other technical fields.
  • the foundation In the field of air transport and/or the distribution of electrical current, the foundation must be installed, either by digging a pit in the ground for the anchoring of a new pylon when creating or extending an overhead power line, or by replacing a pre-existing foundation when replacing a pylon or simply to reinforce this foundation.
  • a first known solution for creating or replacing foundations consists of pouring concrete superficially into a previously dug excavation provided with a metal reinforcement.
  • This first solution has two major drawbacks: a high risk of environmental pollution due to the large quantity of concrete that must be poured on site and possible losses of concrete in the immediate vicinity (groundwater, watercourses); a long drying time, generally reaching at least one month and then requiring guying of the pylon resting on the foundation.
  • it When it is chosen to replace a pre-existing foundation, it also has two other drawbacks: dimensions of the foundation dependent on the excavation carried out, which is itself dependent on the pre-existing foundation and the ground in place; an unstable cost price due to the quantity of concrete required, which is variable.
  • a second known solution for replacing foundations is, for example, recommended when a pre-existing foundation base in a solid mass must be replaced. It consists of driving two or three steel micropiles deep into the ground near each foot of the existing pylon, then welding these micropiles to the corresponding foot using metal plates, before replacing the pre-existing base with a new base. The new base is then also welded to the neighboring micropiles, then concrete is poured around the new base and the micropiles to ensure protection against corrosion. A cylindrical steel mold can be placed in the excavation for this purpose to limit the quantity of concrete to be poured around the new base and the micropiles. In any case, this second solution also has the two major drawbacks mentioned above.
  • the present invention relates more specifically to a foundation for pylon foot(s) comprising prefabricated formwork intended to be buried in the excavation.
  • drying time is theoretically no longer a problem and the risk of environmental pollution is reduced or even eliminated. Costs are also reduced by better control of the quantities of materials used.
  • the patent document DE 1,932,594 U describes a prefabricated formwork foundation comprising a lower sole B and a side shell R1, R2 forming with the lower sole a volume inside which cables can be passed for an electrical supply to the base of the pylon to be supported.
  • This The foundation is very specific and of limited use for street furniture, not very robust and not suitable for receiving an electricity pylon.
  • the patent document KR 10-1236921 relates to a foundation of a tubular foot 8 of a pylon with prefabricated formwork.
  • This formwork has two half-shells 2a and 2b which, when placed against each other, can be considered as comprising a lower flange, on which the pylon foot rests directly, and a lateral shell surrounding the base of the pylon foot.
  • the lower flange on which the entire weight of the pylon foot rests either the latter must be of really limited weight, or the lower flange must be of very great thickness, which is not the case in the document KR 10-1236921
  • This foundation is therefore also very specific and of limited use, not very robust and not suitable for receiving an electricity pylon.
  • the patent document FR 2 661 701 B1 describes another type of prefabricated formwork foundation comprising a lower sole 15 and a side shell in the form of a revolution candle 16 which extends in the direction of the pylon base to be supported.
  • a foundation is only partially prefabricated: the lower sole 15 remains a concrete structure to be poured into the excavation and the interior volume of the revolution candle 16 also remains to be filled with poured concrete to form a foundation block. This results in the persistent risk of environmental pollution due to the pouring of concrete and an on-site drying time to be taken into account.
  • the prefabricated formwork of the foundation is lightened without compromising its robustness and without the need to pour more concrete, as the internal volume of the formwork can simply be backfilled.
  • the dimensioning of the side shell is not too constrained since the support of the pylon foot(s) is done over the entire height of the side shell itself supported by the lower flange.
  • This also results in a simplified, and therefore faster, installation of the foundation. Two to three days are sufficient for a replacement installation under consignment (in the case of an electricity transmission and/or distribution installation).
  • the peripheral upper face capable of supporting at least one foot of the pylon is formed by the thickness of the side shell.
  • the lower sole and the side shell are prefabricated in reinforced concrete.
  • the lower sole and the side shell are separately prefabricated parts, which can be bolted together.
  • the side shell is also formed from at least two separately prefabricated side shell portions, which can be bolted together.
  • the lower sole is provided with a through drainage hole.
  • the side shell is provided with at least one through hole for the passage of the earthing cable for the pylon it is intended to support.
  • the side shell is essentially parallelepipedal in shape, so as to form a peripheral upper face in a rectangular frame, with a lower rectangular flange for attachment to the lower sole which itself takes the form of a rectangular plate.
  • threaded rods are partially inserted into the side shell and extend orthogonally from its peripheral upper face so as to receive a base structure intended to mechanically link the prefabricated formwork and the pylon.
  • Foundation 10 for pylon foot(s) shown schematically in perspective on the Figure 1 mainly comprises a prefabricated formwork 12 of essentially rectangular sections and optionally a metal base structure 14 also rectangular, carried by this formwork, intended to receive the four feet of a pylon.
  • the foundation 10 is designed to be installed in a trench dug in the ground and to serve as a stable support for a pylon, with only the metal base structure 14 possibly remaining above ground after backfilling.
  • the rectangular configuration of the assembly is suitable for a certain type of pylon, such as a rectangular-section metal lattice pylon with four feet anchored to the ground.
  • This type of pylon corresponds to what is done for overhead transmission and/or distribution of high-voltage electrical current, for example 63 kV or 90 kV. But the configuration and dimensions of the foundation can be adapted without difficulty to other types of pylons, electrical or otherwise.
  • the lower sole 16 takes the form of a rectangular plate of length L16 approximately equal to 4.5 meters, width W16 approximately equal to 2.5 meters and thickness or height H16 approximately equal to 35 centimeters for a volume of reinforced concrete C50/60 of metallic reinforcement, of classes XC2 and S4, of a little less than 4 m 3 implying a weight of approximately 9.9 tonnes.
  • the first lateral half-shell 18 takes a rectangular parallelepiped shape with three solid lateral faces, forming the first lateral enclosure portion of the prefabricated formwork 12, and with the three other empty faces, so as to present a U-shaped section in top view. It further comprises a first rectangular flange 22 for fixing to the lower sole 16 extending orthogonally, from the base of the face forming the lateral bottom of the first enclosure portion, that is to say horizontally when the first lateral half-shell 18 extends vertically from the lower flange 16 arranged horizontally, towards the outside of this first portion of enclosure.
  • the whole is made of material by molding concrete around a metal frame and has a maximum length L18 approximately equal to 2.1 meters, a width W18 approximately equal to 2.3 meters and a maximum height H18 approximately equal to 1.9 meters for a volume of reinforced concrete C50/60 of metal frame, of classes XC2 and S4, of a little less than 2.9 m 3 implying a weight of approximately 7.6 tons when the thickness of the first portion of enclosure and of the first flange is approximately equal to 35 centimeters, including a possibility of recesses arranged in the three faces of the first portion of enclosure.
  • the second lateral half-shell 20 takes a rectangular parallelepiped shape with three full lateral faces, forming the second lateral enclosure portion of the prefabricated formwork 12, and with the three other empty faces, so as to have a U-shaped section in top view. It further comprises a second rectangular flange 24 for fixing to the lower sole 16 extending orthogonally, from the base of the face forming the lateral bottom of the second enclosure portion, towards the outside of this second enclosure portion.
  • the entire prefabricated formwork 12 that these three elements 16, 18, 20 constitute weighs approximately 24.1 tonnes while each element individually weighs less than 10 tonnes.
  • the subdivision into three distinct elements of the prefabricated formwork 12 thus makes it easier to transport.
  • the thickness of the lateral shell made up of the two lateral half-shells 18 and 20 forms a peripheral upper face 26 in a rectangular frame capable of supporting itself at least one pylon foot.
  • a rectangular frame capable of supporting itself at least one pylon foot.
  • this peripheral upper face 26 delimits a rectangular central upper opening 28 of the lateral shell 18, 20 which allows it to define with the lower sole 16 an interior volume of the prefabricated formwork 12 to be backfilled.
  • the first lateral half-shell 18 is fixed to the upper face of the lower sole 16 by bolting.
  • its first rectangular flange 22 is pierced throughout its thickness with two rows of five conduits 30 each.
  • These ten conduits 30 are intended to receive the threaded rods of ten bolting elements, for example with fixing sleeves (anchored and cast in the concrete of the lower sole 16), threaded rods (screwed into the sleeves and extending into the conduits 30), washers and nuts (screwed to the tops of the threaded rods protruding from the conduits 30), or with sleeves, washers and threaded rods with bolting heads, or any other existing and equivalent bolting variant.
  • the second lateral half-shell 20 is fixed on the upper face of the lower sole 16 by bolting.
  • its second rectangular flange 24 is pierced throughout its thickness with two rows of five conduits 32 each.
  • These ten conduits 32 are also intended to receive the threaded rods of ten bolting elements, for example with fixing sleeves (anchored and cast in the concrete of the lower sole 16), threaded rods (screwed into the sleeves and extending into the conduits 32), washers and nuts (screwed to the tops of the threaded rods protruding from the conduits 32), or with sleeves, washers and threaded rods with bolting heads, or any other existing and equivalent bolting variant.
  • niches 34 are formed in hollow at the open ends of the U-shaped section of one of the two, for example the second lateral half-shell 20 and arranged to receive suitable bolting elements, for example with fixing sleeves (anchored and cast in the concrete of the first lateral half-shell 18), perforated plates (at the ends with tabs incorporated in the concrete of the second lateral half-shell 20) and headed screws (screwed to the sleeves passing through the perforated plates).
  • the lower sole 16 is shown alone on the Figure 2 according to a perspective showing its upper face for receiving the two side half-shells 18 and 20.
  • the first stop 36 fulfills a longitudinal wedge function against which the first rectangular flange 22 of the first lateral half-shell 18 is positioned longitudinally
  • the second stop 38 fulfills a longitudinal wedge function against which the second rectangular flange 24 of the second lateral half-shell 20 is positioned longitudinally.
  • the upper face of the lower flange 16 is pierced with six holes 40 with fixing sleeves (anchored and cast in the concrete), at the rate of two series of three holes each, for the temporary fixing by bolting of two guide angles 42, 44.
  • the first guide angle 42 fulfills a transverse wedge function against which the first lateral half-shell 18 is positioned transversely
  • the second guide angle 44 fulfills a transverse wedge function against which the second lateral half-shell 20 is positioned transversely.
  • the lower sole 16 is pierced with a through drainage hole 46. It allows the evacuation of water from the interior volume of the prefabricated formwork 12 when the latter is installed at the bottom of the excavation and backfilled.
  • the upper face of the lower sole 16 is pierced with two rows of five holes 48 each.
  • the ten holes 48 are equipped with the aforementioned fixing sleeves (anchored and cast in the concrete) in correspondence with the ten conduits 30 when the first lateral half-shell 18 is positioned and wedged longitudinally and transversely on the lower sole 16.
  • the upper face of the lower sole 16 is pierced with two rows of five holes 50 each.
  • the ten holes 50 are equipped with the aforementioned fixing sleeves (anchored and cast in the concrete) in correspondence with the ten conduits 32 when the second lateral half-shell 20 is positioned and wedged longitudinally and transversely on the lower sole 16.
  • the upper face of the lower sole 16 is provided with four sockets 52 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors.
  • These four fixing sockets 52 are arranged symmetrically in a rectangle around the drainage hole 46, that is to say around the center of gravity of the lower sole 16, and as far away as possible without encroaching on the rows of holes 48 and 50. They allow the transport or movement by elevation using slings of the lower sole 16 while maintaining its balance and horizontality.
  • the first side half-shell 18 is shown alone in perspective on the Figure 3 .
  • first front view A it has an inverted L shape due to one of its side walls, in which a first recess or mask 54 is formed, and to its first rectangular flange 22 forming the base of the inverted L.
  • two transverse channels 56 are formed in the upper face of the first rectangular flange 22, at the bottom of which extend the two rows of conduits 30 visible in the Figure 1 and invisible in the Figure 3 , in which the ten aforementioned bolting elements are intended to be housed and screwed. This allows them to be covered with a protective layer against corrosion after bolting.
  • the outer bottom wall of the lateral half-shell 18 also has a recess or mask 58. It is also provided with two sockets 60 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors in the upper left and right parts. In the upper central part, it is pierced with a through hole 61 allowing the passage of an earthing cable. This through hole 61 can also be placed lower, in the recess or mask 58 for example.
  • the free lateral face of the first rectangular flange 22 is provided with two additional sockets 62 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors in the left and right parts.
  • the four fixing sockets 60 and 62 allow the transport or movement by elevation using slings of the first lateral half-shell 18 while maintaining a certain balance along a lifting axis positioned directly above its center of gravity, but positioning it at a right angle to its final position on the lower sole 16.
  • the peripheral upper face portion 26 formed by the thickness of the first lateral half-shell 18 is also provided with two sockets 64 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors on the left and right branches of the U that it forms.
  • the first rectangular flange 22 is also provided with a socket 66 (anchored and cast in the concrete) for fixing a lifting anchor. The latter is centered on the upper face of the first flange 22 between the two transverse channels 56.
  • the three fixing sockets 64 and 66 allow the transport or movement by elevation using slings of the first lateral half-shell 18 while retaining the final positioning that it must have on the lower sole 16.
  • this elevation with three sockets 64, 66 for three lifting anchors is less assured than the previous one with four sockets 60, 62 for four lifting anchors. It is therefore suitable for an excavation of the first lateral half-shell 18 above the lower sole 16 already arranged at the bottom of the excavation, when this first lateral half-shell 18 has previously been approached close to the excavation by elevation with four lifting anchors, then straightened at a right angle.
  • the second side half-shell 20 is shown alone in perspective on the Figure 4 .
  • a first front view D it has an L shape due to one of its side walls, in which is formed a recess or mask 68 complementary to the recess or mask 54, and to its second rectangular flange 24 forming the base of the L.
  • two transverse channels 70 are formed in the upper face of the second rectangular flange 24, at the bottom of which extend the two rows of conduits 32 visible in the Figure 1 and invisible in the Figure 4 , in which the ten aforementioned bolting elements are intended to be housed and screwed. This allows them to be covered with a protective layer against corrosion after bolting.
  • the bottom inner wall of the second lateral half-shell 20 is pierced in the central upper part with a through hole 72 allowing the passage of an earthing cable.
  • Its non-visible outer wall also has a recess or mask similar to the recess 58. It is also provided with two sockets similar to the sockets 60 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors in the upper left and right parts.
  • the through hole 72 can also be placed lower in the recess or mask formed in the non-visible outer wall.
  • the non-visible free lateral face of the second rectangular flange 24 is provided with two additional sockets 62 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors in the left and right parts.
  • These four fixing sockets similar to the sockets 60 and 62 allow the transport or movement by elevation using slings of the second lateral half-shell 20 while maintaining a certain balance along a lifting axis positioned directly above its center of gravity, but positioning it at a right angle to its final position on the lower sole 16.
  • the peripheral upper face portion 26 formed by the thickness of the second lateral half-shell 20 is also provided with two sockets 74 (anchored and cast in the concrete) for fixing lifting anchors on the left and right branches of the U that it forms.
  • the second rectangular flange 24 is also provided with a socket similar to the socket 66 (anchored and cast in the concrete) for fixing the lifting anchor. The latter is centered on the upper face of the second flange 24 between the two transverse channels 70.
  • These three fixing sleeves similar to the sleeves 64 and 66 allow the transport or movement by elevation using slings of the second lateral half-shell 20 while maintaining the final positioning that it must have on the lower sole 16.
  • this elevation with three sleeves for three lifting anchors is less assured than the previous one with four sleeves for four lifting anchors. It is therefore suitable for an excavation of the second lateral half-shell 20 above the lower sole 16 already arranged at the bottom of the excavation, when this lateral half-shell 20 has previously been approached close to the excavation by elevation with four lifting anchors, then straightened at a right angle.
  • the perspective view of the Figure 4 finally allows to clearly visualize eight niches 34 formed in hollow at the open ends of the U-shaped section of the second lateral half-shell 20 to respectively receive eight perforated plates 76 with end tabs incorporated in the concrete of the second lateral half-shell 20.
  • the first lateral half-shell 18 is provided correspondingly with eight fixing sockets at the open ends of its U-shaped section not visible on the Figure 3 .
  • the lower sole 16, the first lateral half-shell 18 and the second lateral half-shell 20 are shown in perspective on the Figure 5 , in their assembled configuration and assumed to be fixed by bolting, according to a view opposite that of the Figure 1 .
  • threaded rods 78 are partially inserted into the concrete of the side shell 18, 20 and extend orthogonally upwards from its peripheral upper face 26. These threaded rods 78 are distributed at the four corners of the frame formed by the peripheral upper face 26 and there are four of them per corner, i.e. sixteen in all. They all have a curved lower portion housed in the reinforcement of the concrete to reinforce their insertion. On the other hand, their upper portion which comes out of the upper face peripheral 26 is straight.
  • Four L-shaped plates 80 are arranged and fixed on these threaded rods 78 by double bolting using pairs of nuts, at the rate of one L-shaped plate 80 with four holes for each set of four threaded rods 78 at the four corners of the peripheral upper face 26.
  • the prefabricated formwork foundation 12 When the prefabricated formwork foundation 12 is arranged approximately horizontally at the bottom of the excavation by assembling and fixing the three prefabricated parts 16, 18 and 20, its horizontality can be refined by adjusting the positioning of the four L-shaped plates 80 on the sixteen threaded rods 78 using the pairs of nuts of the double bolting.
  • the threaded rods 78 allow, in cooperation with the L-shaped plates 80, to receive the metal base structure 14 visible on the Figure 1 and whose function is to mechanically link the prefabricated formwork 12 and the four feet of a pylon for which it serves as a foundation.
  • This metal base structure 14 comprises four angles 82 arranged in a metal frame above the rectangular frame formed by the peripheral upper face 26 of the side shell 18, 20, resting on the four L-shaped plates 80. These four angles 82 are connected to each other and to four other angles 84 extending more or less vertically (more precisely according to the inclinations close to the vertical of the four feet of the pylon to be anchored) at the four corners of the frame using folded gussets 86 screwed onto the L-shaped plates 80 and onto all the angles 82, 84.
  • the formwork 12 is prefabricated in the factory. As indicated previously for reasons of weight, it can be made up of three separately prefabricated parts in reinforced concrete, namely: the lower flange 16 forming the base of the formwork, the first lateral half-shell 18 and the second lateral half-shell 20, knowing that the two lateral half-shells 18, 20 attached to each other on the lower flange 16 and fixed by bolting form the lateral enclosure of the formwork. As already indicated, the dimensions, materials and weights which have been described in detail previously are suitable for forming the foundation of a 90 kV high-voltage power line pylon, but they are easily adaptable for other contexts, other constraints and other applications. There are numerous software tools for modeling for this purpose.
  • the surface area and composition of the lower flange 16 must be sufficient to withstand the tilting moment of the pylon to be supported. By modeling, it is possible to easily determine this surface area as well as the reinforcement rate to be provided in the reinforced concrete.
  • the prefabricated parts 16, 18, 20 are transported to the site, close to a pre-existing excavation or one to be carried out.
  • the two lateral half-shells 18 and 20 are delivered “flat”, that is to say with a right-angle turn to the right of the first lateral half-shell 18 relative to its arrangement on the Figure 3 and to the left of the second side half-shell 20 relative to its arrangement of the Figure 4 , for security and stability reasons.
  • step 104 which can be carried out independently of step 102, before, during or after, an excavation is dug (in the case of creation of a foundation for a pylon) or redeveloped (in the case of replacement of a foundation for a pylon) with an excavation bottom as horizontal as possible to accommodate the lower sole 16 of the prefabricated formwork 12.
  • all the necessary ground and/or rope markings can be prepared to guide the precise positioning of the prefabricated formwork 12, so that it is correctly oriented according to the constraints that the pylon that it is intended to support will itself have to undergo.
  • a subsequent step 106 the prefabricated parts 16, 18, 20 are placed on the ground.
  • the two side half-shells 18, 20 are turned over at right angles to be placed in the position of the figures 3 And 4 .
  • the lower sole 16 it is laid flat, its upper face upwards, and the two guide angles 42, 44 are screwed into the fixing sleeves of the six holes 40.
  • Threaded guide rods can be screwed vertically into some of the fixing sleeves of the holes 48 and 50, for example three guide rods in some of the holes 48 and three guide rods in some of the holes 50.
  • the lower sole 16 is transported by lifting, using slings fixed to four lifting anchors themselves screwed into the four fixing sleeves 52, also using any lifting equipment but suitable for lifting loads of up to 10 tonnes, to the bottom of the excavation.
  • Two earthing cables have been previously arranged at the bottom of the excavation so as to have ends rolled into loops under the lower sole 16.
  • the two lateral half-shells 18, 20 are successively transported by lifting, using slings fixed to three lifting anchors themselves screwed into the three aforementioned fixing sleeves, namely the three sleeves 64, 66 of the first lateral half-shell 18 and the three corresponding sleeves of the second lateral half-shell 20, and arranged precisely at the bottom of the excavation on the lower sole 16 by longitudinal and transverse wedging using the stops 36, 38 and the angles 42, 44.
  • the threaded guide rods can then be unscrewed and removed.
  • the three parts 16, 18, 20 installed at the bottom of the excavation are fixed together by bolting as detailed previously.
  • each bolting element remaining visible after installation is covered with a protective layer against corrosion, for example a layer of mortar.
  • the transverse channels 56, 70, as well as the niches 76 are thus filled.
  • the earthing cables are introduced into the holes 61 provided for this purpose to be connected to the pylon from the interior volume of the prefabricated formwork 12.
  • the two guide angles 42, 44 are unscrewed and removed.
  • a subsequent step 114 the four L-shaped plates 80 are laid, adjusted and fixed as explained previously with reference to the Figure 5 .
  • the metal base structure 14 is then also installed as explained previously with reference to the Figure 6 .
  • a first backfilling consists of replacing and compacting earth in the excavation, around the prefabricated formwork 12 and in its interior volume, for example flush with the upper peripheral face 26 of the side shell 18, 20.
  • the pylon is mounted and anchored on the prefabricated formwork foundation 12 by fixing it to the metal base structure 14.
  • a surface layer of bagged concrete may optionally be provided in line with the prefabricated formwork 12 to provide mechanical protection against corrosion of at least a portion of the exposed metal elements of the foundation, namely the upper portions of the threaded rods 78 extending beyond the peripheral upper face 26, the four L-shaped plates 80 and the metal base structure 14.
  • a last optional step 122 consists of carrying out a second backfilling around the surface layer of concrete added in step 120.

Landscapes

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Abstract

Cette fondation (10) pour pied(s) de pylône comporte un coffrage préfabriqué (12) destiné à être enfoui dans une fouille et comprenant une semelle inférieure (16), destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage (12), et une coque latérale (18, 20), s'étendant à partir de la semelle inférieure (16) et formant une enceinte latérale du coffrage (12) destinée à être enfouie dans la fouille. La coque latérale (18, 20) présente une face supérieure périphérique (26) apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône et une ouverture supérieure centrale (28) permettant de définir avec la semelle inférieure (16) un volume intérieur du coffrage (12) à remblayer.

Description

  • La présente invention concerne une fondation pour pied(s) de pylône destinée à être enfouie dans une fouille. Elle concerne également un procédé de fabrication et d'installation d'une telle fondation.
  • Elle s'applique à l'ancrage au sol d'un pylône présentant un certain poids et soumis à certaines charges ou contraintes conséquentes, tel qu'un pylône électrique pour le transport aérien et/ou la distribution de courant électrique à haute ou très haute tension, par exemple à 63 kV ou 90 kV en ce qui concerne les hautes tensions. Dans cette gamme de tensions, les pylônes sont généralement en treillis à quatre pieds ancrés au sol sur une fondation devant être apte à résister à des efforts d'arrachement de 300 kN et à un moment de 1000 kN.m. Bien que l'invention vise à pouvoir fournir une fondation convenant pour ce type de pylône, elle s'applique plus généralement à d'autres pylônes pour installations de transport de câbles aériens ou même à d'autres pylônes utilisés dans d'autres domaines techniques.
  • Dans le domaine du transport aérien et/ou de la distribution de courant électrique, la fondation doit être installée, soit en creusant une fouille au sol pour l'ancrage d'un nouveau pylône lors de la création ou de l'extension d'une ligne électrique aérienne, soit en remplacement d'une fondation préexistante lors du remplacement d'un pylône ou pour tout simplement renforcer cette fondation.
  • Une première solution connue en création ou remplacement de fondation consiste à couler superficiellement du béton dans une fouille préalablement creusée et pourvue d'une armature métallique. Cette première solution présente deux inconvénients majeurs : un risque élevé de pollution environnementale à cause de la grande quantité de béton qui doit être coulée sur place et des pertes possibles de béton dans le voisinage immédiat (nappes souterraines, cours d'eau) ; un temps de séchage long atteignant généralement au moins un mois et nécessitant alors un haubanage du pylône qui repose sur la fondation. Lorsqu'elle est choisie en remplacement de fondation préexistante, elle présente en outre deux autres inconvénients : des dimensions de la fondation dépendantes de la fouille réalisée qui est elle-même dépendante de la fondation préexistante et du terrain en place ; un coût de revient instable en raison de la quantité de béton nécessaire qui est variable.
  • Une deuxième solution connue en remplacement de fondation est par exemple préconisée lorsqu'une embase de fondation préexistante en massif doit être remplacée. Elle consiste à enfoncer profondément dans le sol deux ou trois micropieux en acier au voisinage de chaque pied du pylône en place, puis à souder ces micropieux au pied correspondant à l'aide de plaques métalliques, avant de remplacer l'embase préexistante par une nouvelle embase. La nouvelle embase est alors elle aussi soudée aux micropieux voisins, puis du béton est coulé autour de la nouvelle embase et des micropieux pour assurer une protection contre la corrosion. Un moule cylindrique en acier peut être disposé à cette occasion dans la fouille pour limiter la quantité de béton à couler autour de la nouvelle embase et des micropieux. Quoi qu'il en soit, cette deuxième solution présente elle aussi les deux inconvénients majeurs précités. Elle présente en outre d'autres inconvénients tels que le coût de revient qui est élevé et dépendant du prix de l'acier, une augmentation significative de l'emprise au sol à cause de l'ajout des micropieux, la prise dans le béton de certains éléments de chaque pied du pylône tels que des goussets, membrures ou diagonales, ce qui pose ensuite des problèmes de maintenance et la durée du chantier pour l'installation qui peut s'étendre jusqu'à une semaine ou deux, sans compter le temps de séchage du béton coulé.
  • Pour toutes ces raisons, la présente invention porte plus précisément sur une fondation pour pied(s) de pylône comportant un coffrage préfabriqué destiné à être enfoui dans la fouille. Ainsi, le temps de séchage n'est théoriquement plus un problème et le risque de pollution environnementale est réduit voire supprimé. Les coûts sont également réduits par une meilleure maîtrise des quantités de matériaux utilisés.
  • De façon encore plus précise, la présente invention porte sur une fondation à coffrage préfabriqué comportant :
    • une semelle inférieure destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage ; et
    • une coque latérale s'étendant à partir de la semelle inférieure et formant une enceinte latérale du coffrage destinée à être enfouie dans la fouille.
  • Une telle fondation est connue sous différentes formes.
  • Par exemple, le document de brevet DE 1 932 594 U décrit une fondation à coffrage préfabriqué comportant une semelle inférieure B et une coque latérale R1, R2 formant avec la semelle inférieure un volume à l'intérieur duquel peuvent être passés des câbles pour une alimentation électrique du pied de pylône à supporter. Cette fondation est très spécifique et à usage limité pour du mobilier urbain, peu robuste et ne convenant pas pour recevoir un pylône électrique.
  • Par exemple également, le document de brevet KR 10-1236921 porte sur une fondation de pied tubulaire 8 de pylône à coffrage préfabriqué. Ce coffrage présente deux demi-coques 2a et 2b qui, lorsqu'elles sont rapportées l'une contre l'autre, peuvent être considérées comme comprenant une semelle inférieure, sur laquelle repose directement le pied de pylône, et une coque latérale entourant la base du pied de pylône. Compte tenu de la faible section de semelle inférieure sur laquelle repose tout le poids du pied de pylône, soit ce dernier doit être de poids vraiment limité, soit la semelle inférieure doit être de très grande épaisseur, ce qui n'est pas le cas dans le document KR 10-1236921 . Cette fondation est donc également très spécifique et à usage limité, peu robuste et ne convenant pas pour recevoir un pylône électrique.
  • Par exemple également, le document de brevet FR 2 661 701 B1 décrit un autre type de fondation à coffrage préfabriqué comportant une semelle inférieure 15 et une coque latérale en forme de chandelle de révolution 16 qui s'étend dans la direction du pied de pylône à supporter. Bien qu'adaptée pour l'ancrage au sol de pieds de pylônes électriques, une telle fondation n'est que partiellement préfabriquée : la semelle inférieure 15 reste une structure de béton à couler dans la fouille et le volume intérieur de la chandelle de révolution 16 reste lui aussi à remplir de béton coulé pour former un massif de fondation. Il en résulte le risque persistant de pollution environnementale dû au coulage de béton et un temps de séchage sur place à prendre en compte.
  • Il peut ainsi être souhaité de prévoir une fondation pour pied(s) de pylône qui permette de s'affranchir d'au moins une partie des problèmes et contraintes précités.
  • Il est donc proposé une fondation pour pied(s) de pylône comportant un coffrage préfabriqué destiné à être enfoui dans une fouille et comprenant :
    • une semelle inférieure destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage ; et
    • une coque latérale s'étendant à partir de la semelle inférieure et formant une enceinte latérale du coffrage destinée à être enfouie dans la fouille ;
    dans laquelle la coque latérale présente une face supérieure périphérique apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône et une ouverture supérieure centrale permettant de définir avec la semelle inférieure un volume intérieur du coffrage à remblayer.
  • Ainsi, en faisant peser sur la face supérieure périphérique de la coque latérale la fonction de support de pied(s) de pylône, on allège le coffrage préfabriqué de la fondation sans nuire à sa robustesse et sans nécessité de couler davantage de béton, le volume intérieur du coffrage pouvant être simplement remblayé. En effet, le dimensionnement de la coque latérale n'est pas trop contraint puisque le support du ou des pieds de pylône se fait sur toute la hauteur de la coque latérale elle-même supportée par la semelle inférieure. Il en résulte la possibilité de concevoir une fondation moins coûteuse à coffrage préfabriqué relativement léger, c'est-à-dire transportable, au vu des contraintes d'efforts et de moment précités qu'elle doit être capable de supporter. Il en résulte également une installation de la fondation simplifiée, donc plus rapide. Deux à trois jours suffisent pour une installation en remplacement sous consignation (dans le cas d'une installation de transport et/ou distribution d'électricité).
  • De façon optionnelle, la face supérieure périphérique apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône est formée par l'épaisseur de la coque latérale.
  • De façon optionnelle également, la semelle inférieure et la coque latérale sont préfabriquées en béton armé.
  • De façon optionnelle également, la semelle inférieure et la coque latérale sont des pièces préfabriquées séparément, rapportables l'une contre l'autre par boulonnage.
  • De façon optionnelle également, la coque latérale est formée d'au moins deux portions de coque latérale préfabriquées séparément, rapportables l'une contre l'autre par boulonnage.
  • De façon optionnelle également, la semelle inférieure est pourvue d'un trou traversant de drainage.
  • De façon optionnelle également, la coque latérale est pourvue d'au moins un trou traversant de passage de câblette de mise à la terre du pylône qu'elle est destinée à supporter.
  • De façon optionnelle également, la coque latérale est de forme essentiellement parallélépipédique, de manière à former une face supérieure périphérique en cadre rectangulaire, à bride rectangulaire inférieure de fixation à la semelle inférieure qui prend elle-même la forme d'une plaque rectangulaire.
  • De façon optionnelle également, des tiges filetées sont partiellement introduites dans la coque latérale et s'étendent orthogonalement depuis sa face supérieure périphérique de manière à recevoir une structure d'embase destinée à lier mécaniquement le coffrage préfabriqué et le pylône.
  • Il est également proposé un procédé de fabrication et d'installation d'une fondation pour pied(s) de pylône comportant les étapes suivantes :
    • préfabrication d'un coffrage destiné à être enfoui dans une fouille et comprenant :
      • une semelle inférieure destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage, et
      • une coque latérale s'étendant à partir de la semelle inférieure et formant une enceinte latérale du coffrage destinée à être enfouie dans la fouille ;
    • aménagement d'une fouille au sol destinée à recevoir le coffrage préfabriqué ;
    • installation du coffrage préfabriqué dans la fouille ; et
    • remblaiement de la fouille autour du coffrage ;
    dans lequel la coque latérale est préfabriquée de manière à présenter une face supérieure périphérique apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône et une ouverture supérieure centrale permettant de définir avec la semelle inférieure un volume intérieur du coffrage à remblayer, et en ce que le remblaiement de la fouille comporte en outre un remblaiement dans le volume intérieur du coffrage.
  • De façon optionnelle :
    • le coffrage préfabriqué est conçu en plusieurs pièces préfabriquées séparément, assemblées entre elles par boulonnage lors de l'installation du coffrage préfabriqué dans la fouille ; et
    • chaque élément de boulonnage restant apparent après l'installation est recouvert d'une couche protectrice contre la corrosion, par exemple une couche de mortier.
  • De façon optionnelle également, le remblaiement de la fouille comporte :
    • un premier remblaiement à ras de la face supérieure périphérique de la coque latérale ;
    • un apport d'une couche superficielle de béton au droit du coffrage préfabriqué après ancrage du pylône ; et
    • un deuxième remblaiement autour de la couche superficielle de béton.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement en perspective la structure générale d'une fondation pour pied(s) de pylône à coffrage préfabriqué, selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 représente schématiquement en perspective la structure générale d'une semelle inférieure du coffrage préfabriqué de la figure 1 ;
    • la figure 3 représente schématiquement en perspective la structure générale d'une première demi-coque latérale du coffrage préfabriqué de la figure 1 ;
    • la figure 4 représente schématiquement en perspective la structure générale d'une deuxième demi-coque latérale du coffrage préfabriqué de la figure 1 ;
    • la figure 5 représente schématiquement en perspective l'ensemble des éléments des figures 2, 3 et 4 après assemblage et fixation, surmonté d'une base de réception de pieds d'un pylône ;
    • la figure 6 représente schématiquement en perspective la disposition d'une structure d'embase entre la base de réception de la figure 5 et les pieds d'un pylône ; et
    • la figure 7 illustre les étapes successives d'un procédé de fabrication et d'installation de la fondation à coffrage préfabriqué de la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention.
  • La fondation 10 pour pied(s) de pylône représentée schématiquement en perspective sur la figure 1 comporte principalement un coffrage préfabriqué 12 de sections essentiellement rectangulaires et optionnellement une structure d'embase métallique 14 également rectangulaire, portée par ce coffrage, destinée à recevoir les quatre pieds d'un pylône. La fondation 10 est conçue pour être installée dans une fouille creusée au sol et pour servir de support stable à un pylône, seule la structure d'embase métallique 14 restant éventuellement au-dessus du sol après remblaiement. La configuration rectangulaire de l'ensemble est adaptée à un certain type de pylône, tel qu'un pylône métallique en treillis de section rectangulaire à quatre pieds ancrés au sol. Ce type de pylône correspond à ce qui se fait pour le transport aérien et/ou la distribution de courant électrique à haute tension, par exemple 63 kV ou 90 kV. Mais la configuration et les dimensions de la fondation peuvent être adaptées sans difficultés à d'autres types de pylônes, électriques ou autres.
  • Le coffrage préfabriqué 12 comporte plus précisément trois éléments principaux préfabriqués séparément en béton armé :
    • une semelle inférieure 16 destinée à être disposée horizontalement en fond de fouille et formant une base du coffrage préfabriqué 12 ;
    • une première demi-coque latérale 18 s'étendant orthogonalement à partir de la semelle inférieure 16 et formant une première portion d'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12 destinée à être enfouie dans la fouille ; et
    • une deuxième demi-coque latérale 20 s'étendant orthogonalement à partir de la semelle inférieure 16 et formant une deuxième portion d'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12 destinée à être enfouie dans la fouille.
  • Dans l'exemple particulier et non limitatif de la figure 1, la semelle inférieure 16 prend la forme d'une plaque rectangulaire de longueur L16 approximativement égale à 4,5 mètres, de largeur W16 approximativement égale à 2,5 mètres et d'épaisseur ou hauteur H16 approximativement égale à 35 centimètres pour un volume de béton armé C50/60 d'armature métallique, de classes XC2 et S4, d'un peu moins de 4 m3 impliquant un poids de 9,9 tonnes environ.
  • Dans l'exemple particulier et non limitatif de la figure 1 également, la première demi-coque latérale 18 prend une forme parallélépipédique rectangle à trois faces latérales pleines, formant la première portion d'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12, et aux trois autres faces vides, de manière à présenter une section en U en vue de dessus. Elle comporte en outre une première bride rectangulaire 22 de fixation à la semelle inférieure 16 s'étendant orthogonalement, depuis la base de la face formant le fond latéral de la première portion d'enceinte, c'est-à-dire horizontalement lorsque la première demi-coque latérale 18 s'étend verticalement à partir de la semelle inférieure 16 disposée horizontalement, vers l'extérieur de cette première portion d'enceinte. Le tout est venu de matière par moulage de béton autour d'une armature métallique et présente une longueur maximale L18 approximativement égale à 2,1 mètres, une largeur W18 approximativement égale à 2,3 mètres et une hauteur maximale H18 approximativement égale à 1,9 mètre pour un volume de béton armé C50/60 d'armature métallique, de classes XC2 et S4, d'un peu moins de 2,9 m3 impliquant un poids de 7,6 tonnes environ lorsque l'épaisseur de la première portion d'enceinte et de la première bride est approximativement égale à 35 centimètres, incluant une possibilité d'évidements aménagés dans les trois faces de la première portion d'enceinte.
  • Dans l'exemple particulier et non limitatif de la figure 1 également, et par symétrie planaire, la deuxième demi-coque latérale 20 prend une forme parallélépipédique rectangle à trois faces latérales pleines, formant la deuxième portion d'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12, et aux trois autres faces vides, de manière à présenter une section en U en vue de dessus. Elle comporte en outre une deuxième bride rectangulaire 24 de fixation à la semelle inférieure 16 s'étendant orthogonalement, depuis la base de la face formant le fond latéral de la deuxième portion d'enceinte, vers l'extérieur de cette deuxième portion d'enceinte. Le tout est venu de matière par moulage de béton autour d'une armature métallique et présente par symétrie une longueur maximale L20 égale à L18, une largeur W20 égale à W18 et une hauteur maximale H20 égale à H18 pour un volume de béton armé C50/60 d'armature métallique, de classes XC2 et S4, d'un peu moins de 2,9 m3 impliquant un poids de 7,6 tonnes environ lorsque l'épaisseur de la deuxième portion d'enceinte et de la deuxième bride est approximativement égale à 35 centimètres, incluant une possibilité d'évidements aménagés dans les trois faces de la deuxième portion d'enceinte.
  • Lorsque les deux demi-coques latérales 18 et 20 sont rapportées l'une contre l'autre par rapprochement des extrémités ouvertes de leurs deux sections en U, pour former une enceinte latérale complète de section rectangulaire à quatre faces fermées, en étant par ailleurs toutes les deux disposées sur la semelle inférieure 16 de manière à fermer également le fond de cette enceinte latérale tout en conservant une ouverture supérieure centrale, l'ensemble du coffrage préfabriqué 12 que ces trois éléments 16, 18, 20 constituent pèse environ 24,1 tonnes alors que chaque élément pèse individuellement moins de 10 tonnes. La subdivision en trois éléments distincts du coffrage préfabriqué 12 permet ainsi d'en faciliter le transport. Mais si le poids n'est pas un problème pour le transport, notamment en cas de dimensionnement et configuration permettant d'envisager un coffrage préfabriqué plus léger, il est possible en variante de concevoir une coque latérale formée d'une seule pièce de béton armé, voire même un ensemble de coque latérale et semelle inférieure formé d'une seule pièce de béton armé. En variante également, il est possible d'augmenter le nombre de pièces formant le coffrage préfabriqué, notamment de prévoir plus de deux portions de coque latérale préfabriquées séparément si le poids total de l'ensemble le justifie.
  • Dans cette configuration de formation de l'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12, l'épaisseur de la coque latérale constituée des deux demi-coques latérales 18 et 20 forme une face supérieure périphérique 26 en cadre rectangulaire apte à supporter elle-même au moins un pied de pylône. Dans l'exemple particulier mais non limitatif de la figure 1, elle est apte à supporter quatre pieds d'un même pylône par l'intermédiaire de la structure d'embase métallique 14 rectangulaire qu'elle supporte directement. Cette face supérieure périphérique 26 délimite une ouverture supérieure centrale 28 rectangulaire de la coque latérale 18, 20 qui lui permet de définir avec la semelle inférieure 16 un volume intérieur du coffrage préfabriqué 12 à remblayer.
  • On constate donc finalement l'obtention d'une structure de fondation préfabriquée relativement légère au vu du poids et des contraintes qu'elle est destinée à subir. Cet avantage est lié au fait que c'est la hauteur H18, H20 de la coque latérale 18, 20 qui la rend apte à supporter ces contraintes lorsqu'elle repose sur la semelle inférieure 16, formant fonctionnellement un pilier au droit de chaque pied de pylône à supporter depuis la semelle inférieure 16 jusqu'à la face supérieure périphérique 26. C'est la raison pour laquelle le volume intérieur du coffrage préfabriqué 12 n'a pas besoin d'être rempli de béton, mais peut être simplement remblayé de terre grâce à l'ouverture supérieure centrale 28. C'est aussi la raison pour laquelle des évidements (appelés « masques » dans le domaine technique visé) peuvent être conçus dans les parois de l'enceinte latérale du coffrage préfabriqué 12 pour alléger l'ensemble.
  • Les matériaux, dimensions et poids indiqués précédemment sont fournis à titre purement illustratifs et conviennent à la fabrication d'une fondation à coffrage préfabriqué pour un pylône électrique de ligne à haute tension de 90 kV. Ils peuvent être adaptés simplement pour d'autres pylônes.
  • Dans l'exemple de la figure 1, la première demi-coque latérale 18 est fixée sur la face supérieure de la semelle inférieure 16 par boulonnage. Pour ce faire, sa première bride rectangulaire 22 est percée dans toute son épaisseur de deux rangées de cinq conduits 30 chacune. Ces dix conduits 30 sont destinés à recevoir les tiges filetées de dix éléments de boulonnage, par exemple à douilles de fixation (ancrées et coulées dans le béton de la semelle inférieure 16), tiges filetées (vissées dans les douilles et s'étendant dans les conduits 30), rondelles et écrous (vissés aux sommets des tiges filetées dépassant des conduits 30), ou à douilles, rondelles et tiges filetées à têtes de boulonnage, ou toute autre variante de boulonnage existante et équivalente.
  • Dans l'exemple de la figure 1 également, la deuxième demi-coque latérale 20 est fixée sur la face supérieure de la semelle inférieure 16 par boulonnage. Pour ce faire, sa deuxième bride rectangulaire 24 est percée dans toute son épaisseur de deux rangées de cinq conduits 32 chacune. Ces dix conduits 32 sont eux aussi destinés à recevoir les tiges filetées de dix éléments de boulonnage, par exemple à douilles de fixation (ancrées et coulées dans le béton de la semelle inférieure 16), tiges filetées (vissées dans les douilles et s'étendant dans les conduits 32), rondelles et écrous (vissés aux sommets des tiges filetées dépassant des conduits 32), ou à douilles, rondelles et tiges filetées à têtes de boulonnage, ou toute autre variante de boulonnage existante et équivalente.
  • Dans l'exemple de la figure 1 également, les deux demi-coques latérales 18 et 20 sont rapportées et fixées l'une contre l'autre par boulonnage. Pour ce faire, des niches 34 sont formées en creux aux extrémités ouvertes de la section en U de l'une des deux, par exemple la deuxième demi-coque latérale 20 et aménagées pour recevoir des éléments de boulonnages adaptés, par exemple à douilles de fixation (ancrées et coulées dans le béton de la première demi-coque latérale 18), plaques trouées (aux extrémités à languettes incorporées dans le béton de la deuxième demi-coque latérale 20) et vis à tête (vissées aux douilles en traversant les plaques trouées).
  • La semelle inférieure 16 est représentée seule sur la figure 2 selon une perspective montrant sa face supérieure de réception des deux demi-coques latérales 18 et 20.
  • On y voit sa forme de plaque rectangulaire d'épaisseur H16 sur la quasi-totalité de sa longueur L16, mais présentant deux butées 36, 38 en surépaisseur sur toute sa largeur W16 à ses deux extrémités longitudinales. L'épaisseur H'16 aux deux extrémités longitudinales est par exemple approximativement égale à 38 centimètres, soit environ 3 centimètres de plus que H16. La première butée 36 remplit une fonction de cale longitudinale contre laquelle vient se positionner longitudinalement la première bride rectangulaire 22 de la première demi-coque latérale 18, tandis que la deuxième butée 38 remplit une fonction de cale longitudinale contre laquelle vient se positionner longitudinalement la deuxième bride rectangulaire 24 de la deuxième demi-coque latérale 20.
  • Sur l'un de ses deux bords longitudinaux, la face supérieure de la semelle inférieure 16 est percée de six trous 40 à douilles de fixation (ancrées et coulées dans le béton), à raison de deux séries de trois trous chacune, pour la fixation provisoire par boulonnage de deux cornières de guidage 42, 44. La première cornière de guidage 42 remplit une fonction de cale transversale contre laquelle vient se positionner transversalement la première demi-coque latérale 18, tandis que la deuxième cornière de guidage 44 remplit une fonction de cale transversale contre laquelle vient se positionner transversalement la deuxième demi-coque latérale 20.
  • En son centre, la semelle inférieure 16 est percée d'un trou traversant de drainage 46. Il permet l'évacuation d'eau depuis le volume intérieur du coffrage préfabriqué 12 lorsque celui-ci est installé en fond de fouille et remblayé.
  • Au voisinage de la première butée 36, la face supérieure de la semelle inférieure 16 est percée de deux rangées de cinq trous 48 chacune. Les dix trous 48 sont équipés des douilles de fixation précitées (ancrées et coulées dans le béton) en correspondance des dix conduits 30 lorsque la première demi-coque latérale 18 est positionnée et calée longitudinalement et transversalement sur la semelle inférieure 16. De même, au voisinage de la deuxième butée 38, la face supérieure de la semelle inférieure 16 est percée de deux rangées de cinq trous 50 chacune. Les dix trous 50 sont équipés des douilles de fixation précitées (ancrées et coulées dans le béton) en correspondance des dix conduits 32 lorsque la deuxième demi-coque latérale 20 est positionnée et calée longitudinalement et transversalement sur la semelle inférieure 16.
  • Enfin, la face supérieure de la semelle inférieure 16 est munie de quatre douilles 52 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage. Ces quatre douilles de fixation 52 sont disposées symétriquement en rectangle autour du trou de drainage 46, c'est-à-dire autour du centre de gravité de la semelle inférieure 16, et le plus loin possible sans empiéter sur les rangées de trous 48 et 50. Elles permettent le transport ou le déplacement par élévation à l'aide d'élingues de la semelle inférieure 16 tout en conservant son équilibre et son horizontalité.
  • La première demi-coque latérale 18 est représentée seule en perspective sur la figure 3.
  • Selon une première vue A de face, elle présente une forme en L inversé due à l'une de ses parois latérales, dans laquelle est formé un premier évidement ou masque 54, et à sa première bride rectangulaire 22 formant la base du L inversé. On y voit que, selon une variante de réalisation qui diffère légèrement de la figure 1, deux canaux transversaux 56 sont formés dans la face supérieure de la première bride rectangulaire 22, au fond desquels s'étendent les deux rangées de conduits 30 visibles dans la figure 1 et invisibles dans la figure 3, dans lesquels sont destinés à être logés et vissés les dix éléments de boulonnage précités. Cela permet de les recouvrir d'une couche protectrice contre la corrosion après boulonnage.
  • Selon une deuxième vue B de gauche, la paroi extérieure de fond de la demi-coque latérale 18 présente également un évidement ou masque 58. Elle est aussi munie de deux douilles 60 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage en parties supérieures gauche et droite. En partie supérieure centrale, elle est percée d'un trou traversant 61 permettant le passage d'une câblette de mise à la terre. Ce trou traversant 61 peut aussi être placé plus bas, dans l'évidement ou masque 58 par exemple. Selon cette même vue B, la face latérale libre de la première bride rectangulaire 22 est munie de deux douilles supplémentaires 62 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage en parties gauche et droite. Les quatre douilles de fixation 60 et 62 permettent le transport ou le déplacement par élévation à l'aide d'élingues de la première demi-coque latérale 18 tout en lui conservant un certain équilibre selon un axe de levage positionné à l'aplomb de son centre de gravité, mais en la positionnant à angle droit de son positionnement final sur la semelle inférieure 16.
  • Selon une troisième vue C de dessus, on voit que la portion de face supérieure périphérique 26 formée par l'épaisseur de la première demi-coque latérale 18 est elle aussi munie de deux douilles 64 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage sur les branches gauche et droite du U qu'elle forme. Selon cette même vue, la première bride rectangulaire 22 est également munie d'une douille 66 (ancrée et coulée dans le béton) de fixation d'ancre de levage. Cette dernière est centrée en face supérieure de la première bride 22 entre les deux canaux transversaux 56. Les trois douilles de fixation 64 et 66 permettent le transport ou le déplacement par élévation à l'aide d'élingues de la première demi-coque latérale 18 tout en lui conservant le positionnement final qu'elle doit avoir sur la semelle inférieure 16. En pratique, cette élévation à trois douilles 64, 66 pour trois ancres de levage est moins assurée que la précédente à quatre douilles 60, 62 pour quatre ancres de levage. Elle convient donc pour une mise en fouille de la première demi-coque latérale 18 au-dessus de la semelle inférieure 16 déjà disposée en fond de fouille, lorsque cette première demi-coque latérale 18 a préalablement été approchée près de la fouille par élévation à quatre ancres de levage, puis redressée à angle droit.
  • La deuxième demi-coque latérale 20 est représentée seule en perspective sur la figure 4.
  • Selon une première vue D de face, elle présente une forme en L due à l'une de ses parois latérales, dans laquelle est formé un évidement ou masque 68 complémentaire de l'évidement ou masque 54, et à sa deuxième bride rectangulaire 24 formant la base du L. On y voit que, selon la variante de réalisation précitée qui diffère légèrement de la figure 1, deux canaux transversaux 70 sont formés dans la face supérieure de la deuxième bride rectangulaire 24, au fond desquels s'étendent les deux rangées de conduits 32 visibles dans la figure 1 et invisibles dans la figure 4, dans lesquels sont destinés à être logés et vissés les dix éléments de boulonnage précités. Cela permet de les recouvrir d'une couche protectrice contre la corrosion après boulonnage.
  • Selon une deuxième vue E de gauche, la paroi intérieure de fond de la deuxième demi-coque latérale 20 est percée en partie supérieure centrale d'un trou traversant 72 permettant le passage d'une câblette de mise à la terre. Sa paroi extérieure non visible présente également un évidement ou masque similaire à l'évidement 58. Elle est aussi munie de deux douilles similaires aux douilles 60 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage en parties supérieures gauche et droite. Le trou traversant 72 peut également être placé plus bas dans l'évidement ou masque formé dans la paroi extérieure non visible. La face latérale libre non visible de la deuxième bride rectangulaire 24 est munie de deux douilles supplémentaires 62 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage en parties gauche et droite. Ces quatre douilles de fixation similaires aux douilles 60 et 62 permettent le transport ou le déplacement par élévation à l'aide d'élingues de la deuxième demi-coque latérale 20 tout en lui conservant un certain équilibre selon un axe de levage positionné à l'aplomb de son centre de gravité, mais en la positionnant à angle droit de son positionnement final sur la semelle inférieure 16.
  • Selon une troisième vue F de dessus, on voit que la portion de face supérieure périphérique 26 formée par l'épaisseur de la deuxième demi-coque latérale 20 est elle aussi munie de deux douilles 74 (ancrées et coulées dans le béton) de fixation d'ancres de levage sur les branches gauche et droite du U qu'elle forme. La deuxième bride rectangulaire 24 est également munie d'une douille similaire à la douille 66 (ancrée et coulée dans le béton) de fixation d'ancre de levage. Cette dernière est centrée en face supérieure de la deuxième bride 24 entre les deux canaux transversaux 70. Ces trois douilles de fixation similaires aux douilles 64 et 66 permettent le transport ou le déplacement par élévation à l'aide d'élingues de la deuxième demi-coque latérale 20 tout en lui conservant le positionnement final qu'elle doit avoir sur la semelle inférieure 16. En pratique et comme pour la première demi-coque latérale 18, cette élévation à trois douilles pour trois ancres de levage est moins assurée que la précédente à quatre douilles pour quatre ancres de levage. Elle convient donc pour une mise en fouille de la deuxième demi-coque latérale 20 au-dessus de la semelle inférieure 16 déjà disposée en fond de fouille, lorsque cette demi-coque latérale 20 a préalablement été approchée près de la fouille par élévation à quatre ancres de levage, puis redressée à angle droit.
  • La vue en perspective de la figure 4 permet enfin de visualiser clairement huit niches 34 formées en creux aux extrémités ouvertes de la section en U de la deuxième demi-coque latérale 20 pour recevoir respectivement huit plaques trouées 76 à languettes extrémales incorporées dans le béton de la deuxième demi-coque latérale 20. La première demi-coque latérale 18 est munie en correspondance de huit douilles de fixation aux extrémités ouvertes de sa section en U non visibles sur la figure 3.
  • La semelle inférieure 16, la première demi-coque latérale 18 et la deuxième demi-coque latérale 20 sont représentées en perspective sur la figure 5, dans leur configuration assemblée et supposée fixée par boulonnage, selon une vue opposée à celle de la figure 1.
  • On y observe par transparence que des tiges filetées 78 sont partiellement introduites dans le béton de la coque latérale 18, 20 et s'étendent orthogonalement vers le haut depuis sa face supérieure périphérique 26. Ces tiges filetées 78 sont réparties aux quatre coins du cadre formé par la face supérieure périphérique 26 et sont au nombre de quatre par coin, soit seize en tout. Elles présentent toutes une portion inférieure recourbée logée dans l'armature du béton pour renforcer leur insertion. En revanche, leur portion supérieure qui sort de la face supérieure périphérique 26 est droite. Quatre plaques en L 80 sont disposées et fixées sur ces tiges filetées 78 par double boulonnage à l'aide de paires d'écrous, à raison d'une plaque en L 80 à quatre trous pour chaque ensemble de quatre tiges filetées 78 aux quatre coins de la face supérieure périphérique 26. Lorsque la fondation à coffrage préfabriqué 12 est disposée à peu près horizontalement en fond de fouille par assemblage et fixation des trois pièces préfabriquées 16, 18 et 20, son horizontalité peut être affinée par réglage du positionnement des quatre plaques en L 80 sur les seize tiges filetées 78 grâce aux paires d'écrous du double boulonnage.
  • Comme représenté schématiquement en perspective sur la figure 6, les tiges filetées 78 permettent, en coopération avec les plaques en L 80 de recevoir la structure d'embase métallique 14 visible sur la figure 1 et dont la fonction est de lier mécaniquement le coffrage préfabriqué 12 et les quatre pieds d'un pylône auquel il sert de fondation.
  • Cette structure d'embase métallique 14 comporte quatre cornières 82 disposées en cadre métallique au-dessus du cadre rectangulaire formé par la face supérieure périphérique 26 de la coque latérale 18, 20, en reposant sur les quatre plaques en L 80. Ces quatre cornières 82 sont raccordées entre elles et à quatre autres cornières 84 s'étendant plus ou moins verticalement (plus précisément selon les inclinaisons proches de la verticale des quatre pieds du pylône à ancrer) aux quatre coins du cadre à l'aide de goussets pliés 86 vissés sur les plaques en L 80 et sur toutes les cornières 82, 84.
  • Un procédé de fabrication et d'installation de la fondation à coffrage préfabriqué 12 des figures 1 à 6 va maintenant être décrit en référence à la figure 7.
  • Au cours d'une première étape 100, le coffrage 12 est préfabriqué en usine. Comme indiqué précédemment pour des raisons de poids, il peut être constitué de trois pièces préfabriquées séparément en béton armé, à savoir : la semelle inférieure 16 formant la base du coffrage, la première demi-coque latérale 18 et la deuxième demi-coque latérale 20, sachant que les deux demi-coques latérales 18, 20 rapportées l'une contre l'autre sur la semelle inférieure 16 et fixées par boulonnage forment l'enceinte latérale du coffrage. Comme déjà indiqué, les dimensionnements, matériaux et poids qui ont été décrits dans le détail précédemment conviennent pour former la fondation d'un pylône électrique de ligne à haute tension de 90 kV, mais ils sont facilement adaptables pour d'autres contextes, d'autres contraintes et d'autres applications. Il existe pour cela de nombreux outils logiciels de modélisation par méthode d'éléments finis qui permettent d'intégrer les contraintes pour définir les dimensionnements et matériaux requis. En particulier, la surface et la composition de la semelle inférieure 16 doivent être suffisantes pour résister au moment de basculement du pylône à supporter. Par modélisation, il est possible de déterminer aisément cette surface ainsi que le taux de ferraillage à prévoir dans le béton armé.
  • Au cours d'une étape suivante 102, les pièces préfabriquées 16, 18, 20 sont transportées sur site, à proximité d'une fouille préexistante ou à réaliser. Les deux demi-coques latérales 18 et 20 sont livrées « à plat », c'est-à-dire selon un retournement à angle droit vers la droite de la première demi-coque latérale 18 par rapport à sa disposition de la figure 3 et vers la gauche de la deuxième demi-coque latérale 20 par rapport à sa disposition de la figure 4, pour des raisons de sécurité et de stabilité.
  • Au cours d'une étape 104 qui peut être réalisée indépendamment de l'étape 102, avant, pendant ou après, une fouille est creusée (en cas de création de fondation pour pylône) ou réaménagée (en cas de remplacement de fondation pour pylône) avec un fond de fouille le plus horizontal possible pour accueillir la semelle inférieure 16 du coffrage préfabriqué 12. Au cours de cette étape, tous les marquages au sol et/ou par cordages nécessaires peuvent être préparés pour guider le positionnement précis du coffrage préfabriqué 12, de sorte qu'il soit correctement orienté en fonction des contraintes que le pylône qu'il est destiné à supporter devra lui-même subir.
  • Au cours d'une étape suivante 106, les pièces préfabriquées 16, 18, 20 sont posées au sol. Les deux demi-coques latérales 18, 20 sont retournées à angle droit pour être mises en disposition des figures 3 et 4. Quant à la semelle inférieure 16, elle est posée à plat, sa face supérieure vers le haut, et les deux cornières de guidage 42, 44 sont vissées dans les douilles de fixation des six trous 40. Des tiges filetées de guidage peuvent être vissées verticalement dans certaines des douilles de fixation des trous 48 et 50, par exemple trois tiges de guidage dans certains des trous 48 et trois tiges de guidage dans certains des trous 50.
  • Au cours d'une étape suivante 108, la semelle inférieure 16 est transportée par levage, à l'aide d'élingues fixées à quatre ancres de levage elles-mêmes vissées dans les quatre douilles de fixation 52, à l'aide également d'un engin de levage quelconque mais adapté au levage de charges jusqu'à 10 tonnes, jusqu'au fond de la fouille. Deux câblettes de mise à la terre ont été préalablement disposées en fond de fouille de manière à présenter des extrémités roulées en boucles sous la semelle inférieure 16.
  • Au cours d'une étape suivante 110, les deux demi-coques latérales 18, 20 sont successivement transportées par levage, à l'aide d'élingues fixées à trois ancres de levage elles-mêmes vissées dans les trois douilles de fixation précitées, à savoir les trois douilles 64, 66 de la première demi-coque latérale 18 et les trois douilles correspondantes de la deuxième demi-coque latérale 20, et disposées précisément en fond de fouille sur la semelle inférieure 16 par calage longitudinal et transversal à l'aide des butées 36, 38 et des cornières 42, 44. Les tiges filetées de guidage peuvent alors être dévissées et retirées.
  • Au cours d'une étape suivante 112, les trois pièces 16, 18, 20 installées en fond de fouille sont fixées entre elles par boulonnage comme détaillé précédemment. Au cours de cette étape, chaque élément de boulonnage restant apparent après l'installation est recouvert d'une couche protectrice contre la corrosion, par exemple une couche de mortier. Les canaux transversaux 56, 70, ainsi que les niches 76 sont ainsi comblés. Au cours de cette étape également, les câblettes de mise à la terre sont introduites dans les trous 61 prévus à cet effet pour être raccordées au pylône depuis le volume intérieur du coffrage préfabriqué 12. Enfin, les deux cornières de guidage 42, 44 sont dévissées et retirées.
  • Au cours d'une étape suivante 114, les quatre plaques en L 80 sont posées, réglées et fixées comme expliqué précédemment en référence à la figure 5. La structure d'embase métallique 14 est ensuite elle aussi posée comme expliqué précédemment en référence à la figure 6.
  • Au cours d'une étape suivante 116, un premier remblaiement consiste à remettre et tasser de la terre dans la fouille, autour du coffrage préfabriqué 12 et dans son volume intérieur, par exemple à ras de la face supérieure périphérique 26 de la coque latérale 18, 20.
  • Au cours d'une étape suivante 118, le pylône est monté et ancré sur la fondation à coffrage préfabriqué 12 par fixation sur la structure d'embase métallique 14.
  • Au cours d'une étape suivante 120, une couche superficielle de béton en sac peut optionnellement être apportée au droit du coffrage préfabriqué 12 pour fournir une protection mécanique contre la corrosion d'au moins une partie des éléments métalliques apparents de la fondation, à savoir les portions supérieures des tiges filetées 78 s'étendant au-delà de la face supérieure périphérique 26, les quatre plaques en L 80 et la structure d'embase métallique 14.
  • Enfin, une dernière étape optionnelle 122 consiste à effectuer un deuxième remblaiement autour de la couche superficielle de béton apportée à l'étape 120.
  • Indépendamment de la fabrication 100 qui est réalisée en usine, une installation en remplacement d'une structure de pylône sur fondation préexistante peut s'étendre sur trois journées :
    • une première journée de préparation du site, notamment par démontage et mise en protection de la structure préexistante, correspondant à l'exécution de l'étape 104 ;
    • une deuxième journée d'installation de la fondation 10, correspondant à l'exécution des étapes 102 et 106 à 116 ;
    • une troisième et dernière journée d'installation opérationnelle du pylône, correspondant à l'exécution des étapes 118 à 122.
  • II apparaît clairement qu'une fondation pour pied(s) de pylône telle que celle décrite précédemment est facile et rapide à installer en création ou en remplacement. Elle ne nécessite que de l'assemblage de pièces et du réglage, sans faire appel à d'autres compétences complexes et spécifiques au domaine du génie civil. Par le fait qu'elle soit à coffrage préfabriqué 12, il n'y a en outre pas de problème de temps de séchage lors de son enfouissement et pas de risque de pollution environnementale non plus. Par sa configuration particulière décrite précédemment et conforme aux principes généraux de la présente invention, elle peut rester de coût, d'encombrement et poids relativement limités au vu de ce qu'elle doit elle-même supporter en poids et contraintes.
  • On notera par ailleurs que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l'invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l'invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en oeuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims (12)

  1. Fondation (10) pour pied(s) de pylône comportant un coffrage préfabriqué (12) destiné à être enfoui dans une fouille et comprenant :
    - une semelle inférieure (16) destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage (12) ; et
    - une coque latérale (18, 20) s'étendant à partir de la semelle inférieure (16) et formant une enceinte latérale du coffrage (12) destinée à être enfouie dans la fouille ;
    caractérisée en ce que la coque latérale (18, 20) présente une face supérieure périphérique (26) apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône et une ouverture supérieure centrale (28) permettant de définir avec la semelle inférieure (16) un volume intérieur du coffrage (12) à remblayer.
  2. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon la revendication 1, dans laquelle la face supérieure périphérique (26) apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône est formée par l'épaisseur de la coque latérale (18, 20).
  3. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la semelle inférieure (16) et la coque latérale (18, 20) sont préfabriquées en béton armé.
  4. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la semelle inférieure (16) et la coque latérale (18, 20) sont des pièces préfabriquées séparément, rapportables l'une contre l'autre par boulonnage.
  5. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la coque latérale (18, 20) est formée d'au moins deux portions de coque latérale préfabriquées séparément, rapportables l'une contre l'autre par boulonnage.
  6. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la semelle inférieure (16) est pourvue d'un trou traversant (46) de drainage.
  7. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la coque latérale (18, 20) est pourvue d'au moins un trou traversant (61, 72) de passage de câblette de mise à la terre du pylône qu'elle est destinée à supporter.
  8. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la coque latérale (16, 18) est de forme essentiellement parallélépipédique, de manière à former une face supérieure périphérique (26) en cadre rectangulaire, à bride rectangulaire inférieure (22, 24) de fixation à la semelle inférieure (16) qui prend elle-même la forme d'une plaque rectangulaire.
  9. Fondation (10) pour pied(s) de pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle des tiges filetées (78) sont partiellement introduites dans la coque latérale (18, 20) et s'étendent orthogonalement depuis sa face supérieure périphérique (26) de manière à recevoir une structure d'embase (14) destinée à lier mécaniquement le coffrage préfabriqué (12) et le pylône.
  10. Procédé de fabrication et d'installation d'une fondation (10) pour pied(s) de pylône comportant les étapes suivantes :
    - préfabrication (100) d'un coffrage (12) destiné à être enfoui dans une fouille et comprenant :
    • une semelle inférieure (16) destinée à être disposée en fond de fouille et formant une base du coffrage (12), et
    • une coque latérale (18,20) s'étendant à partir de la semelle inférieure (16) et formant une enceinte latérale du coffrage (12) destinée à être enfouie dans la fouille ;
    - aménagement (104) d'une fouille au sol destinée à recevoir le coffrage préfabriqué (12) ;
    - installation (108, 110, 112, 114) du coffrage préfabriqué (12) dans la fouille ; et
    - remblaiement (116, 118, 120, 122) de la fouille autour du coffrage (12) ;
    caractérisé en ce que la coque latérale (18, 20) est préfabriquée (100) de manière à présenter une face supérieure périphérique (26) apte à supporter elle-même au moins un pied du pylône et une ouverture supérieure centrale (28) permettant de définir avec la semelle inférieure (16) un volume intérieur du coffrage (12) à remblayer, et en ce que le remblaiement (116, 118, 120, 122) de la fouille comporte en outre un remblaiement (116) dans le volume intérieur du coffrage (12).
  11. Procédé de fabrication et d'installation d'une fondation (10) pour pied(s) de pylône selon la revendication 10, dans lequel :
    - le coffrage préfabriqué (12) est conçu en plusieurs pièces préfabriquées séparément, assemblées entre elles par boulonnage (112) lors de l'installation (108, 110, 112, 114) du coffrage préfabriqué (12) dans la fouille ; et
    - chaque élément de boulonnage restant apparent après l'installation est recouvert (112) d'une couche protectrice contre la corrosion, par exemple une couche de mortier.
  12. Procédé de fabrication et d'installation d'une fondation (10) pour pied(s) de pylône selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le remblaiement (116, 118, 120, 122) de la fouille comporte :
    - un premier remblaiement (116) à ras de la face supérieure périphérique (26) de la coque latérale (18, 20) ;
    - un apport (120) d'une couche superficielle de béton au droit du coffrage préfabriqué (12) après ancrage (118) du pylône ; et
    - un deuxième remblaiement (122) autour de la couche superficielle de béton.
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