FR1464540A - Moule pour pieu en béton et procédé pour l'obtention de ce moule - Google Patents

Description

Moule pour pieu en béton et procédé pour l'obtention de ce moule.
La présente invention a pour objet un moule ou coffrage perdu pour l'exécution d'un pieu en béton coulé sur place, ainsi qu'un procédé pour obtenir un tel moule.
Un procédé classique pour exécuter un pieu en béton coulé en place comprend les stades suivants :
on enfonce dans le sol un tube obturé et rendu étanche à son extrémité la plus basse, on coule du béton dans le tube et on retire le tube en le détachant ou après qu'on l'a détaché des moyens d'obturation, ce qui donne la possibilité d'utiliser le tube pour exécuter ultérieurement d'autres pieux. Le tube peut être retiré pendant la coulée du béton et peut ainsi former un coffrage glissant, ou il peut être retiré après la coulée ou même après que le béton a durci au moins partiellement. Bien que ce moyen d'exécution de pieux en béton ait des avantages divers, par comparaison avec le battage de pieux en béton préfabriqués, il possède cependant quelques inconvénients.
Un inconvénient important consiste en ce* que la charpente de battage aussi bien que le groupe de bétonnage ne sont pas utilisés de façon rationnelle.
La charpente de battage doit être maintenue en position jusqu'à ce que le béton ait été coulé pour retirer le tube; ainsi, les opérations de battage et de coulée doivent être réglées et synchronisées avec précision, et, de plus, ce procédé prend du temps, d'autant plus que, ce qui est souvent le cas, le tube ne peut être retiré que lorsque le béton a au moins partiellement durci. Si le tube est retiré pendant la coulée, la consommation de béton peut être augmentée et il y a le risque que des pieux de profil irrégulier soient formés par le béton pénétrant dans le sol environnant. En outre ce procédé exige le malaxage du béton sur place et ceci pieu par pieu.
C'est pourquoi des tentatives ont été faites pour disposer un moule intérieur dans le tube qui a été enfoncé dans le sol et pour retirer le tube extérieur avant que le béton soit coulé. Ainsi, le moule intérieur constitue ce qu'on peut appeler un moule ou coffrage perdu. La charpente de battage peut immédiatement être déplacée à un autre endroit où un pieu doit être exécuté et où le tube doit être enfoncé dans le sol. Le malaxage et la coulée du béton peuvent être retardés jusqu'à ce qu'un certain nombre de moules de pieu aient été placés, ces moules restant vides pour le moment. Par ce moyen la charpente de battage et son équipement ainsi que le poste de bétonnage peuvent fonctionner plus rationnellement. De plus, le malaxage du béton pour une grande quantité de pieux peut être fait dans une centrale.
Cependant, quelques difficultés se présentent. Le prix de revient et le poids du moule perdu doivent naturellement être maintenus dans des limites raisonnables afin de rendre ce procédé économique, c'est-à-dire qu'on doit prendre soin que les dépenses additionnelles n'excèdent pas les bénéfices directs et indirects réalisés par l'emploi d'un moule perdu. D'un autre côté, le moule perdu doit pouvoir résister aux efforts de compression radiale exercés par le sol environnant, particulièrement dans la période délicate pendant laquelle un tube est enfoncé dans le sol pour un autre pieu, à proximité du moule vide, sinon le moule peut s'écraser, si bien que l'exécution d'un pieu à cet emplacement précis devient impossible.Si le moule n'est pas assez robuste, il sera au moins déformé, ce qui affectera défavorablement la qualité et la capacité de soutènement ou de portance du pieu obtenu. En outre, le moule doit être étanche à l'eau et, enfin, il doit avoir une résistance suffisante aux efforts de flexion; ceux-ci peuvent être provoqués pendant le transport d'un moule terminé, mais aussi pendant l'enfoncement d'un tube pour un autre pieu en un emplacement voisin.
Il a été établi qu'il est extrêmement difficile de trouver un compromis satisfaisant entre ces deux exigences, en particulier si les pieux doivent être exécutés dans un sol boueux, mou ou humide. Un but de la présente invention est de surmonter les difficultés indiquées ci-dessus, et à cet effet, la présente invention réalise un moule perdu qui peut être utilisé dans l'exécution d'un pieu en béton coulé sur place, ce moule comprenant un élément tubulaire intérieure, fait d'un matériau en feuille mince, placé dans un élément tubulaire extérieur, fait également d'un matériau en feuille mince, ces éléments tubulaires étant disposés dans une position relative concentrique ou approximativement concentrique, des moyens d'écartement étant prévus pour maintenir cette disposition relative concentrique ou approximativement concentrique.
Il a été constaté qu'un moule perdu selon la présente invention se conforme pleinement aux conditions imposées : il est léger, le prix de revient est comparativement bas, et il a une résistance suffisante pour résister aux efforts exercés par le sol environnant et/ou par l'eau souterraine et ceci pendant qu'il est à l'état libre aussi bien que lorsqu'un tube est enfoncé dans le sol à proximité d'un moule vide déjà en place.
Dans la forme préférée de la présente invention, l'élément de moule extérieur tubulaire a une surface extérieure lisse ou approximativement lisse. Ceci est d'un avantage particulier si le pieu doit être coulé et utilisé dans un sol qui est susceptible de se tasser; si l'adhérence du sol au pieu doit être grande, le tassement du sol donnerait une adhérence négative , c'est-à-dire une charge sur le pieu diminuant par là la charge utile que le pieu doit être capable de supporter.
De préférence, les moyens d'écartements entre les éléments tubulaires intérieur et extérieur comprennent une série de bourrelets ou bossages périphériques s'étendant vers l'extérieur radialement formés dans l'élément tubulaire intérieur en des points de cet élément espacés longitudinalement les uns des autres et qui viennent en prise ou presque en prise avec l'élément tubulaire extérieur.
La présente invention réalise aussi un procédé pour exécuter un moule perdu ayant un élément tubulaire intérieur pourvu de bourrelets, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on exécute un élément intérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique, à partir d'un matériau en feuille, on exécute en partant de ce même matériau un élément extérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique ayant un diamètre plus grand que celui de l'élément intérieur, on met en place cet élément intérieur dans l'élément extérieur ou l'élément extérieur autour de l'élément intérieur,et on provoque l'expansion locale de l'élément intérieur dans une direction radiale en une série de positions axialement espacées pour créer dans l'élément intérieur une série de bourrelets périphériques s'étendant radialement vers l'extérieur qui viennent en prise ou presque en prise avec l'élément extérieur.
Le procédé selon la présenté invention est très rationnel en ce sens qu'il permet de réaliser des moules et des éléments intérieurs pour ceux-ci qui ont tous les mêmes dimensions et il a d'autres avantages qui seront décrits plus en détail ci-après.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : La figure 1 est une vue en élévation à échelle réduite d'un moule perdu selon l'invention; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle d'une partie des extrémités de deux tronçons contigus de moule, montrant la liaison qui les assemble. La figure 3 est une vue en section similaire à celle de la figure 2 montrant les extrémités de tronçons contigus pour-un stade particulier de l'exécution du moule.
Les dessins représentent un moule perdu pour pieu, désigné dans son ensemble par la référence 11, consistant en une série de tronçons 11a, 11b, Ile, etc., qui sont disposés en alignement coaxial relativement les uns aux autres et qui sont reliés les uns aux autres d'une façon qui sera décrite ci-après. Chaque tronçon, et par conséquent le moule tout entier, comprend un élément tubulaire intérieur 12 et un élément tubulaire extérieur 13, ces éléments étant disposés en position relative concentrique; ils peuvent bien entendu être disposés aussi en position relative approximativement concentrique. Les deux éléments tubulaires sont faits à partir d'un matériau en feuille mince, tel que la tôle d'acier; cependant d'autres matériaux en forme de feuille peuvent aussi être pris en considération.
Des moyens d'écartement sont prévus pour maintenir la disposition relative concentrique; dans la forme de réalisation préférée représentée à la figure 2, ces moyens comprennent une série de bourrelets périphériques 14 s'étendant vers l'extérieur radialement, formés dans l'élément tubulaire intérieur .12 en des points espacés longitudinalement les uns des autres de l'élément et en prise avec l'élément tubulaire extérieur 13. Leur dimension radiale peut naturellement être un peu plus petite pour qu'ils soient presque en prise avec l'élément tubulaire extérieur.
Comme représenté sur le dessin, les bourrelets 14 de l'élément tubulaire intérieure 12 ont de préférence une dimension légèrement plus grande que la distance radiale entre les éléments tubulaires intérieur et extérieur, afin que les bourrelets 14 s'étendent radialement dans des sillons internes qui cor- respondent à des bourrelets périphériques 15 s'étendant radialement, formés dans l'élément tubulaire extérieur 13, la dimension radiale de ces bourrelets 15 étant une petite fraction de la dimension des bourrelets 14 de l'élément tubulaire intérieur. Par ce moyen, la résistance, et en particulier ce qui peut être appelé la résistance équilibrée du moule, est largement accrue et cependant l'exigence d'une surface extérieure lisse est respectée à un degré satisfaisant.L'élément tubulaire intérieur 12 à bourrelets contribue en grande partie à la résistance aux charges radiales et l'élément tubulaire extérieur 13 qui n'a pas ou qui n'a qu'un léger bourrelet contribue surtout à la résistance aux forces axiales.
Les bourrelets 14 de l'élément tubulaire intérieur 12, venant légèrement en prise avec les sillons peu profonds de l'élément tubulaire extérieur 13, assurent entre les deux éléments une liaison énergique qui les réunit en un assemblage de parties efficacement conjugées, cet assemblage contribuant en particulier à la résistance aux efforts de flexion.
Les moyens d'écartement étant formés par les bourrelets périphériques de l'élément tubulaire intérieur 12, donnent aussi l'avantage que les tronçons 11a, 11b, 11c, etc., du moule 11 peuvent être facilement reliés et fixés les uns aux autres en amenant, d'une façon qui sera décrite ci-après, les bourrelets périphériques 14 de l'élément tubulaire intérieur 12 à une extrémité d'un tronçon lla, en prise avec les bourrelets périphériques 14 de l'élément tubulaire intérieur 12 à l'extrémité proche du tronçon suivant llb, comme représenté sur la figure 2. Les éléments tubulaires intérieur et extérieur, qui constituent ensemble selon l'invention, le moule perdu ou un tronçon pour celui-ci, peuvent naturellement être faits de toute façon convenable.Cependant, conformément à l'invention, un procédé préféré pour exécuter un moule comprenant un élément tubulaire intérieur 12 à bourrelets comprend les stades successifs suivants : on forme un élément intérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique 12 à partir d'un matériau en feuille, on forme à partir du même matériau un élément extérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique 13 ayant un diamètre plus grand que celui de l'élément intérieur 12, on met en place l'élément intérieur 12 dans l'élément extérieur 13 ou l'élément extérieur 13 autour de l'élément intérieur 12,et on provoque l'expansion locale de l'élément intérieur 12 dans une direction radiale en une série de positions axialement espacées pour former dans l'élément intérieur 12 une série de bourrelets périphériques 14 s'étendant radialement vers l'extérieur qui viennent en prise ou presque en prise avec l'élément extérieur 13.
En dehors des avantages décrits ci-dessus, ce procédé a en plus l'avantage qu'il peut être facilement modifié pour produire des moules dans lesquels les bourrelets 14 de l'élément tubulaire intérieur 12 sont engagés dans des sillons peu profonds complémentaires des bourrelets inférieurs 15 de l'élément extérieur. Dans ce but, l'élément intérieur 12 pendant qu'il est placé à l'intérieur de l'élément extérieur 13 est soumis à une expansion telle que l'élément extérieur 13 est aussi légèrement déployé en une série de points espacés axialement pour former dans l'élément extérieur une série de bourrelets 15 s'étendant vers l'extérieur radialement, dont la dimension radiale est une petite fraction de celle des bourrelets 14 formés dans l'élément intérieur 12.
Les bourrelets 15 de l'élément extérieur 13 couvrent la partie extrême vers l'extérieur des bourrelets associés 14 de l'élément intérieur et ils forment ensemble une liaison serrée entre les deux éléments.
Le procédé selon l'invention a en plus l'avantage qu'il peut être aisément utilisé pour former des liaisons entre des tronçons contigus pour constituer des moules pour pieux, théoriquement de toute longueur désirée. Ce procédé est facile et simple et il n'exige pas de mécanisme compliqué pour être mis en application. Par ce moyen, on a la possibilité d'assembler des tronçons de moules pour exécuter des moules, soit dans l'usine où les tronçons sont fabriqués, soit sur le lieu de contruction, selon ce qui est préférable dans chaque cas.Comme représenté sur la figure 3, dans ce but, l'élément intérieur 12 d'un tronçon de moule 11a est formé avec des bourrelets sur une partie de sa longueur seulement, de sorte qu'une extrémité est laissée libre de bourrelets, comme indiqué en 16; cette extrémité est introduite dans celle des extrémités d'un tronçon de moule similaire 113b qui est formé avec des barrettes et l'extrémité du premier tronçon de moule 11a est soumise localement à une expansion pour former des bourrelets qui viennent en prise avec les bourrelets formés dans l'extrémité du second tronçon de moule 116 pour réaliser la jonction, comme représenté sur la figure 2. Ce faisant, l'élément extérieur 13 dans la zone de jonction peut aussi être légèrement déployé de manière à être garni de bourrelets bas, comme représenté sur la figure 2.
L'extrémité du moule intérieur du second tronçon 11b qui doit former la liaison avec le tronçon lia peut naturellement être aussi laissée libre de bourrelets, et les extrémités des éléments intérieurs des deux tronçons peuvent être soumises et à une expansion et pourvues de bourrelets simultanément en une même opération.
Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins et en particulier les figures 2 et 3, les extrémités des deux éléments 12, 13 d'un tronçon 11b sont insérées dans l'espace annulaire entre les extrémités des éléments intérieur et extérieur 12, 13 de l'autre tronçon 11a. Les extrémités des deux éléments tubulaires d'un tronçon pourraient bien sûr être insérées aussi dans l'élément intérieur d'un autre tronçon. Dans une autre variante, les tronçons pourraient être introduits les uns dans les autres d'une façon telle que les extrémités des éléments intérieur et extérieur 12, 13 d'un tronçon alternent avec les extrémités des éléments intérieur et extérieur du tronçon contingu.
Dans tous les cas, de préférence, un produit d'étanchéité, une couche de matière pour joint ou un joint d'étanchéité est introduit entre les extrémités des différents tronçons, et de préférence entre la couche la plus à l'extérieur du matériau de l'élément d'un tronçon et la couche proche du matériau de l'élément contingu.
Comme indiqué en 17 sur la figure 1, le moule peut être pourvu d'un élément d'obturation de la partie basse, qui est de préférence fixé au moule 11 d'une façon étanche à l'eau.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux détails de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
Ainsi l'espace annulaire défini par les éléments tubulaires intérieur et extérieur peut être rempli avec une matière de remplissage telle que par exemple, du béton, de la poix, du goudron, du bitume ou quelque autre matière convenable.
Un revêtement protecteur peut être prévu sur les surfaces intérieure et/ou extérieure des éléments tubulaires intérieur et/ou extérieur.
L'élément tubulaire extérieur peut être formé avec des nervures ou ondulations s'étendant longitudinalement pour augmenter la résistance aux efforts de flexion.
Bien que le moyen d'écartement soit de préférence constitué par les bourrelets formés sur l'élément tubulaire intérieur, il peut aussi prendre toute forme convenable; par exemple, ce moyen peut comprendre une série de ferrures, tiges ou autres entretoises, fixés soit sur la surface extérieure de l'élément intérieur, soit sur la surface intérieure de l'élément extérieur, soit sur les deux. Le moyen d'écartement pourrait aussi être constitué par un ou plusieurs fils, tiges ou tubes qui pourraient être enroulés, par exemple hélicoïdalement, autour de l'élément intérieur.
En variante le moyen d'écartement peut faire corps avec l'un des éléments, ou avec les deux, sans être sous la forme de bourrelets et peut par exemple, être constitué de creux ou empreintes formés dans les deux éléments.
On doit de plus noter que le terme s'étendant radialement utilisé à propos des bourrelets sur chaque élément tubulaire ne signifie pas que les bourrelets doivent nécessairement être disposés dans des plans radiaux; ils peuvent être inclinés par rapport à l'axe du moule.

Claims (3)

RÉSUMÉ L'invention a principalement pour objets : I. Un moule perdu destiné à être utilisé dans l'exécution d'un pieu en béton coulé sur place remarquable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaisons :

1. Le moule comprend un élément tubulaire intérieur fait de matériau en feuille mince placé dans un élément tubulaire extérieur fait de matériau en feuille mince, les éléments tubulaires étant disposés suivant une position relative concentrique ou approximativement concentrique l'un à l'autre, des moyens d'écartement étant prévus pour maintenir cette disposition relative concentrique ou approximativement concentrique;

2. L'élément tubulaire extérieur a une surface extérieure lisse ou approximativement lisse;

3. Les moyens d'écartement comprennent une série de bourrelets périphériques s'étendant radialement vers l'extérieur, formés dans l'élément tubulaire intérieur en des points espacés les uns des autres longitudinalement et venant en prise ou approximativement en prise avec l'élément tubulaire extérieur;

4. Les bourrelets périphériques de l'élément tubulaire intérieur s'étendent radialement à l'intérieur de sillons complémentaires des bourrelets périphériques s'étendant radialement, formés dans l'élément tubulaire extérieur, la dimension radiale de ces bourrelets de l'élément tubulaire extérieur étant une petite fraction de la dimension des bourrelets de l'élément tubulaire intérieur;

5. Le moule est fait d'une série de tronçons disposés coaxialement les uns par rapport aux autres, les bourrelets périphériques de l'élément tubulaire intérieur d'une extrémité d'un tronçon pénétrant dans les bourrelets périphériques de l'élément tubulaire intérieur de l'extrémité adjacente du tronçon suivant. II. Un procédé pour obtenir le moule perdu défini sous I, remarquable notamment par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou en combinaisons :

1. On exécute un élément intérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique à partir d'une matière en feuille, on exécute à partir de la même matière un élément extérieur tubulaire cylindrique ou approximativement cylindrique ayant un diamètre plus grand que celui de l'élément intérieur, on met en place cet élément intérieur dans l'élément extérieur ou bien l'élément extérieur autour de l'élément intérieur, et on provoque une expansion locale de l'élément intérieur suivant une direction radiale en une série de points espacés axialement, pour former dans l'élément intérieur une série de bourrelets périphériques s'étendant radialement vers l'extérieur, qui viennent en prise ou approximativement en prise, avec l'élément extérieur;

2. L'élément tubulaire intérieur est soumis à une expansion suffisante pour que l'élément tubulaire extérieur subisse aussi une légère expansion en une série de points espacés axialement, pour que cet élément extérieur comporte aussi une série de bourrelets s'étendant radialement vers l'extérieur;

3. Des bourrelets sont formés sur une partie seulement de la longueur de l'élément tubulaire intérieur d'un tronçon de moule, de sorte qu'une de ses extrémités est laissée libre de bourrelets, cette extrémité est introduite dans celle des extrémités d'un tronçon de moule similaire dans laquelle sont formés des bourrelets et cette extrémité de ce premier tronçon de moule est soumise localement à une expansion pour former des bourrelets qui viennent en prise avec les bourrelets formés dans cette extrémité du second tronçon de moule.