MC721A1 - Dispositif de tirant destiné à être ancré dans le sol - Google Patents

Description

7 6 7*69.-7 ;Cas ; Tirants Jorge ;BREVET D « INVENTION Dispositif de tirant destiné à être ancré dans le sol. Société à Responsabilité Limitée dite: SOLETANCHE ;Gabriel JORGE, Ingenieur, Français, Inventeur. ;Il est connu depuis longtemps que le soutènement de terres par des murs, des rideaux de palplanches, etc. peut avantageusement être amélioré grâce a des tirants métalliques qui transmettront les poussées subies par le mur à une zone 5 reculée du terrain réputée résistante, et dans laquelle ils seront scellés. ;Le scellement constitue le point délicat de ces ouvrages, et bien des méthodes ont été brevetées tendant toutes à mobiliser le mieux possible les capacités de résistance du 10 terrain environnant la zone de scellement. ;Ces méthodes consistent toutes à injecter dans le sol, par des moyens divers, un coulis approprié, lequel, après durcissement, devra réaliser, entre la racine du tirant et le sol une liaison capable de transmettre à ce dernier les 15 tractions subies par le tirant. ;On conçoit aisément que les capacités de résistance du tirant seront d'autant plus grandes que : ;- le coulis employé ne sera pas délavé par l'eau du terrain qui est présente dans le forage ; ;- le frottement entre le tirant et le coulis durci qui l'entoure sera grand et indépendant des éboulements pouvant se produire dans le forage ; ;- les pressions d'injections, dont le rôle est prépondérant, ne seront pas limitées autrement que par le risque de claquage du terrain, ce qui permettra alors, selon les terrains rencontrés, soit une adhérence parfaite entre le sol et le coulis, soit une pénétration intime de ce dernier dans le sol, avec formation d'un bloc monolithique. ;C'est ce dernier point qui fait particulièrement l'objet de la présente invention. En effet, il apparaît que dans les terrains : ;- de mauvaises caractéristiques géotechniques, telles que les argiles plastiques, les limons, les marnes, etc. ;- ou bien les terrains où existent des vides importants, accidentels ou non, failles, fissures ouvertes, etc., dans lesquels le coulis peut s'échapper, ;les accidents sont nombreux, se traduisant par la mise hors service du tirant. Pour les éviter, il aurait fallu : ;- soit adopter des taux de travail plus faibles tenant mieux compte des caractéristiques existantes, en allongeant, par exemple, la longueur de scellement, soit améliorer au préalable ces caractéristiques par un moyen approprié, ceci pour les terrains du premier cas ; ;- avant scellement, consolider les terrains notamment par remplis sage des vides existants, ceci pour le deuxième cas. ;Malheureusement, la nécessité de ces opérations particulières ne se révélera généralement que bien après la mise en tension du tirant, et il sera alors trop tard pour y procéder. Il n'y a plus alors qu'à refaire l'ouvrage convenablement, ce qui n'est d'ailleurs pas toujours possible au même endroit. ;La présente invention a donc pour but de permettre de procéder, avec un matériel unique et en une seule opération, au scellement des racines d'un tirant et au traitement du seul terrain de scellement, au moyen d'injections n'intéressant que la ou les zones choisies, renouvelables et effectuées à des pressions n'ayant pour seule limite que le claquage du terrain. ;Elle a également pour but de permettre, en cas de mauvais scellement, de parfaire ce dernier, sans déplacement du tirant, et grâce à des injections complémentaires pouvant être exécutées à n'importe quel point de la seule zone du scellement à renforcer, sans plus de limitation de pression que précédemment et pouvant être répétées autant de fois que nécessaire. ;Ella a pour avantage de constituer un véritable tirant, c'est-à-dire un ouvrage transmettant un effort de traction dans une ou plusieurs zones bien déterminées du sol, et non un épinglage, c'est-à-dire un ouvrage réalisant une mise en précontrainte des terrains situés entre la ou les racines du tirant et la surface du sol. ;En d'autres termes, la zone de terrain située entre le scellement et la surface du sol n'est soumise à aucun effort de traction ou de compression, et peut même être retirée. ;L'invention a encore pour avantage de chasser l'eau ;existant dans le forage, ce qui évite de délaver le coulis employé ou de laisser une partie du tirant non enrobée de coulis, donc soumise à la corrosion. En outre, du fait des fortes pressions qu'elle autorise, le coulis est lui-même fortement essoré, ce qui augmente ses futures capacités géomécaniques. ;Enfin, outre qu'elle est indépendante de la nature du coulis employé, ainsi que des éboulements pouvant se produire intempestivement dans le forage, elle permet la réalisation d'ancrages courbes, et est utilisable pour des ouvrages devant résister à des efforts pouvant aller jusqu'à 500 tonnes environ de traction. ;Elle est caractérisée par 1'association au tirant, d'une part d'un tube d*injections perforé d'orifices convenablement disposés, l'axe de ce tube étant avantageusement confondu avec 1' axe du tirant, d'autre part des moyens permettant à la fois d'isoler la ou les zones de scellement du reste du forage et d'employer de très fortes pressions, et enfin des moyens permettant de n'injecter le coulis de scellement qu'à travers ceux des orifices du tube que l'on choisira.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés est donnée à titre d'exemple non limitatif de réalisation de la présente invention, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.

La figure 1 est une vue générale d'un dispositif de tirant répondant aux caractéristiques de la présente invention.

La figure 2 montre le détail de l'emplacement respectif des divers composants du tirant.

La figure 3 représente un mode de réalisation des clapets 11 et 12.

La figure 4 représente un mode de réalisation du clapet 13.

La figure 5 donne un exemple de scellement dans deux zones de terrain séparées par une zone laissée intouchée.

La figure 6 montre une variante de réalisation dans laquelle le tirant est constitué d'une barre.

Après exécution du forage 1, on introduit dans le sol un dispositif composé du tirant proprement dit 2, lui-même composé de fils métalliques torsadés 3 entourant un tube central 4 fixe, de même longueur, et fait d'une matière devant résister aux pressions d'injections employées bien qu'assez souple pour épouser les déformations du forage.

La partie 5 non scellée du dispositif de tirant est recouverte d'une gaine protectrice non adhérente 6 lui permettant de coulisser librement. Cette gaine est percée à sa base d'un orifice 7, en face duquel le tube 4 est percé d'une fenêtre non représentée, l'orifice 7 et la fenêtre étant protégés par un clapet anti-retour, du même type que celui qui est représenté sur la figure 3.

La partie 8 inférieure du dispositif, qui sera scellée dans le sol, se caractérise par le fait que les fils métalliques (figures 1 et 5) sont régulièrement écartés en 9 du tirant 2 au moyen d'écarteurs 10, ce qui retiendra les terres éventuellement éboulées, et que le tube 4 est muni, à intervalles correspondant aux écartements 9, d'orifices protégés par des clapets de retenue 11, 12 et 13 représentés respectivement sur les figures 3 et 4.

La partie centrale 14 du dispositif est constituée par le tirant 2 autour duquel on placera une enveloppe perméable

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et extensible 15 faisant suite à la gaine 6 sur laquelle elle est serrée par un collier 16. L'enveloppe 15 est également serrée en 17 sur le tirant. Le tube central 4 est également muni, sur la longueur 14, dlun orifice non représenté, protégé 5 par un clapet de retenue.

La figure 2 représente en coupe l'état du dispositif de iirant au niveau d'un des écarteurs 9. On y distingue les fils 3 du tirant 2, le tube central 4 et 1'écarteur 9, le tout étant entouré par les parois 1 du forage. On voit qu'ainsi il 10 existe un espace entre le tube 4 et les fils 3, ainsi qu'entre chaque fil.

La figure 3 représente en perspective un exemple de clapet 11-12. Il est constitué d'un manchon 23 fait d'une matière élastique et semi-rigide, telle que du caoutchouc armé, 15 qui entoure le tube 4. Ce manchon coiffe le ou les orifices 11 et est maintenu en place par deux anneaux de butée 20. Ce montage oblige le coulis à cheminer selon les flèches 21, soit vers les fils 3 écartés selon 9 (pour le cas des figurss 1 et 5) ou vers la barre (pour le cas de la figure 6). 20 La figure 4 représente un modèle de clapet 13, qui est différent en vertu de sa fonction un peu particulière de filtre fin, laissant le passage à l'eau du forage mais interdisant celui du coulis. Il est constitué, par exemple, d'un manchon 22 entourant le tube 4 au niveau du ou des orifices 13, 25 et fait de grains de sable calibrés enrobés de résine synthétique.

La figure 5 représente un exemple possible d'utilisation de l'invention, par scellement dans deux zones favorables du terrain tout en évitant d'injecter dans une zone centrale 19.

La figure 6 représente une application de l'invention 30 au scellement d'un tirant constitué non plus de fils mais au

Dans ce cas, le tube d'injection 4 est rais en place- contre la barre ou tirant 3 bis, laquelle peut être munie d'une pointe perdue. L'enveloppe 15 entoure le tube et la barre sur lesquels elle est serrée au moyen de paires de colliers 24 (entre lesquels on peut prévoir un certain volume de produit d'étenchéité afin de parfaire celle-ci).

Pour mettre l'invention en oeuvre, et après mise en place dans le forage 1 de l'ensemble composé du tirant et du tube, on introduira dans ce dernier un obturateur double de type quelconque, muni de son tube d'alimentation, que l'on placera pour commencer en face de l'orifice non représenté existant dans la zone 14. L'injection de coulis sous pression aura alors pour résultat de plaquer l'enveloppe 15 sur les parois et de constituer un volume 18 formant, après durcissement du coulis, un cloisonnement absolu entre les parties 5 et 8 du forage. Le durcissement est obtenu très rapidement, au bout de quelques minutes dans le cas d'un coulis à base de ciment, par la perméabilité de l'enveloppe qui laisse échapper l'eau du mélange, d'où un essorage sous pression entraînant la prise presque instantanée.

Puis on descend l'obturateur double en face du clapet inférieur 12 et on reprend l'injection. Le coulis expulsé envahit d'abord la zone située entre les fils 3 et le tube 4 (voir figure 2) puis l'espace situé entre les fils et les parois du forage. On est donc assuré d'entourer complètement chacun des fils avec le coulis ou, dans le cas de la figure 6, la barre en entier, malgré tous éboulements de terrain. Le coulis remonte ensuite vers le haut et envahit la totalité de la zone 8 du forage, en chassant l'eau qui s'y trouvait et qui peut s'échapper par le clapet 13, dont la

fonction anti-retour n'est prévue que pour le coulis.

L'injection est alors répétée en face de chacun des clapets 11, en remontant, pour finir par le clapet 11 supérieur. On pourra être alors assuré que les fils ou la barre 3 bis seront enrobés sur la totalité de leur surface et de leur longueur.

La pression aura été suffisante pour que le coulis adhère puissamment aux parois du forage, et le cas échéant, y pénètre fortement. Cette pression importante est permise grâce au volume 18 qui fait obstacle à une remontée intempestive du coulis le long du tirant, ce qui réaliserait alors un épinglage.

Si la mise en pression n'a pas été suffisante, on peut recommencer les injections autant de fois qu'il sera nécessaire pour traiter le sol environnant la zone 8 du forage, et lui donner les caractéristiques voulues. En effet, le tube 4, grâce à l'obturateur double qui y circule, et grâce aux clapets 12 à 13 qui 1'équipent, reste vide après 1'inj ect ion.

On termine l'opération en injectant sans pression, et par l'orifice 7, un coulis de remplissage qui envahira la zone 5 du forage et protégera le tirant contre la corrosion. ^

Dans le cas de la figure 5, il existe, sous la zone 8a, une zone 19 du terrain que l'on ne veut pas injecter ou que l'on ne peut pas injecter, par exemple une caverne, une zone de vaset etc. Il suffira alors d'isoler cette nouvelle zone par d'autres volumes 18. Ainsi, les capacités des deux zones 8a et 8b pourront être mobilisées ensemble.

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Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de tirant destiné à être ancré dans le sol, caractérisé par l'association d'un tirant, d'un tube d'injection et d'une ou plusieurs enveloppes extensibles perméables constituant, dans le forage, après gonflement au moyen d'un coulis durcissable, autant de cloisons hermétiques qui isolent les différentes parties du forage les unes des autres.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tirant comporte des fils torsadés écartés régulièrement -par des écarteurs.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tirant est constitué par une barre.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé de clapets à intervalles réguliers.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet supérieur de la zone de scellement agit comme un filtre fin.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tirant est agencé de façon à transmettre à la seule zone de scellement las efforts subis par sa tête.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tirant permet des scellements séparés dans des zones de terrain indépendantes.

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8. Dispositif selon l'une quelqonque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tirant et le tube sont coaxiaux.

9. Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après l'exécution du forage, et mise en place du dispositif de tirant, on procède successivement aux obturations et pour finir aux injections, au moyen du tube d'injection et d'un obturateur double.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on effectue autant de passes d'injection que nécessaire, à des pressions libres sauf claquage du terrain.

P.pon. Soletanche:

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