FR2473085A1 - Procede pour assurer la continuite des armatures entre des panneaux successifs d'une paroi en beton arme, et panier d'armatures pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE AU GENIE CIVIL. ELLE CONCERNE UN PROCEDE DE CONSTRUCTION D'UNE PAROI MOULEE EN BETON ARME DANS LE SOL PAR PANNEAUX SUCCESSIFS SELON LEQUEL ON MET EN PLACE LE PANIER D'ARMATURE 3 DE FACON QU'IL BUTE CONTRE UN ELEMENT DE BLOCAGE AMOVIBLE 2 POSITIONNE A L'EXTREMITE DE LA TRANCHEE. EGALEMENT, ON PREVOIT SUR LE PANIER 3 UNE CLOISON 7 PERMETTANT D'EVITER QUE L'EXTREMITE DU PANIER NE SOIT ENVAHIE PAR LE BETON LORS DU BETONNAGE DE LA TRANCHEE 1, DE FACON QUE, LORS DE L'EXECUTION DU PANNEAU SUIVANT, ON PUISSE OBTENIR UN RECOUVREMENT DES PANIERS D'ARMATURES SUCCESSIFS. UTILISATION PAR LES ENTREPRISES DE GENIE CIVIL.

Description

L'invention se rapporte au domaine du génie civil et concerne, plus particulièrement, un procédé pour assurer la continuité des armatures entre des panneaux successifs d'une paroi en béton armé, moulée dans le solo
Dans le brevet français 1 501 545 ou le brevet américain 3 431 736,- on décrit un procédé pour la construction d'un mur de fondation continu dans le sol, qui consiste à creuser dans le sol une tranchée en remplissant cette dernière d'une solution de.bentonite (boue bentonitique) pour éviter l'affaissement du sol, à placer ensuite dans la tranchée un panier d'armatures pourvu d'une cloison transversale fixée au -voisinage d'une de ses extrémités et s'étendant sur toute la hauteur du panier, des éléments longitudinaux d'armatu- re dépassant de la cloison, à placer un tube de blocage dans l'extrémité de la tranchée du co-té de la cloison, à remplir l'espace compris entre la cloison et le tube de blocage de sable ou de gravier pour soutenir la cloison contre la poussée du béton devant être coulé, à remplir la tranchée de béton du côté de la cloison non rempli de sable ou de gravier pour remplacer la solution de bentonite et former un panneau de mur, à creuser une autre tranchée à la suite de la première tranchée, à enlever le remplissage de sable ou de gravier lorsque le béton a fait suffisamment prise et à ff substituer de la solution de bentonite, à enlever le tube de blocage, à placer dans la nouvelle tranchée un panier d'armatures de façon que les éléments longitudinaux de celui-ci viennent à recouvrement avec les éléments d'armature longitudinaux dépassant de la cloison du panier d'armatures précédent, et à remplir la nouvelle tranchée de béton de la même façon que pour la tranchée précédente. De préférence, en outre, l'étanchéité entre la cloison et les parois de la tranchée est assurée par des tubes gonflables qui empochent le béton de contourner la cloison et d'envallir l'espace rempli de sable ou de gravier.

Le procédé susmentionné présente, cependant, plusieurs inconvénients qui le rendent peu praticable.

Un premier inconvénient réside dans l'utilisation d'un remplissage de sable ou de gravier comme butée pour soutenir la cloison contre la poussée du béton devant autre coulé dans la tranchée. Cette butée ne peut, en effet, jouer pleinement son r81e qu'après un déplacement de la cage d'armatures pouvant atteindre plusieurs centimètres, en raison du caractère nécessairement lache du remplissage qui est mis en place par déversement de sable ou de gravier dans la solution de bentonite ayant servi à la réalisation de l'excavation0 Un tel déplacement de la cage est, de façon évidente, indésirable.

Un deuxième inconvénient réside dans l'opération d'enlèvement du remplissage de sable ou de gravier.

Cette opération ne se déroule pas, en effet, aussi facilement que semblent le laisser croire les brevets précités car les cages d'armature usuelles sont d'une conception beaucoup moins sommaire que celles représentées sur les brevets précités et font obstacle au passage du dispositif (tube à air comprimé ou pompe à sable) utilisé pour enlever le remplissage de sable ou de gravier, si bien qu'en pratique, il est très difficile d'enlever complètement le sable ou le gravier. La présence, au moins en certains endroits, de sable ou de gravier résiduel gêne ensuite l'opéra- tion de bétonnage si bien que les extrémités des armatures longitudinales peuvent se trouver incomplètement enrobées de béton et que le panneau de béton finalement obtenu sera défectueux.

Un troisième inconvénient découle de l'emploi d'un tube de blocage. La présence d'un tel tube g8ne, en effet, en raison de sa forme, les opérations d'excavation, l'outil d'excavation, quel qu'il soit, pouvant difficilement aller enlever le terrain dans les espaces resserrés existant à proximité du tube.

Un quatrième inconvénient éventuel résulte de l'emploi de tubes gonflables pour ré-aliser Ilétanchéité entre les bords verticaux delta cloison et les parois de la tranchée car ltexpériessce a montré }'inefficacité de tels tubes, dont la capacité de déformation est limitée, lorsque les parois de la tranchée présentent un profil irrégulier.

il existe donc un besoin pour un procédé perfectionné permettant de remédier aux inconvénients ci-dessus.

L'invention se propose de fournir un tel-procédé perfectionné.

L'invention concerne un procédé du type décrit dans les brevets précités mais comportant au moins un des perfectionnements suivants
Selon un premier perfectionnement, après avoir creusé la tranchée, si nécessaire, en prenant des mesures (boue bentonitique par exemple) pour éviter l'affaissement du sol, on positionne à l'extrémité de la tranchée un élément de blocage, tel qu'une plaque amovible d'extrémité, puis on met en place dans la tranchée un panier d'armatures pourvu d'une cloison transversale fixée au voisinage de son extrémité adjacente à la plaque, des éléments longitudinaux d'armature traversant la cloison et faisant saillie par rapport à elle, de telle façon qu'au moins certaines des extrémités de ces éléments longitudinaux en saillie viennent buter contre ladite plaque.La longueur en saillie des éléments longitudinaux sera le plus souvent comprise entre 50 et 100 cm, mais ces limites n'ont rien de critique.

Gråce à-ce perfectionnement, il est possible de se dispenser du remplissage de sable ou de gravier préconisé par les brevets précités. En effet, l'effort de poussé exercé sur la cloison par le béton coulé dans la tranchée est transmis par lesdits éléments longitudinaux d'armature à la plaque d'extrémité qui est elle-même en appui contre l'extrémité de la tranchée.

il stagit là d'une butée positive qui s'exerce immëdiate- ment sans déplacement de la cage d'armatures, contrairement à ce qui se produit avec 'lue remplissage de sable ou de gravier des brevets précités. En outre, grtcé au perfectionnement de l'invention, on est exonéré de la sujétion qui consistait à enlever par la suite le sable ou le gravier Enfin, l'utilisation dlune plaque d'extrémité amovible, à la place du tube de blocage décrit dans les brevets précités, rend plus aisées les opérations d'excavation des tranchées successives en éliminant les espaces resserrés susdits.

Comme plaque d'extrémité amovible on peut utiliser une plaque métallique pleine ou un caisson métallique creux, par exemple en fer ou en acier, éventuellement formé de plusieurs tronçons éclissés ou emboîtés les uns sur les autres dans Te cas d'une tranchée de grande profondaur.

Selon un deuxième perfectionnement, dont la mise en oeuvre n'est qu'optionnelle, on empêche que le béton coulé n'envahisse l'espace situé entre la cloison et la plaque d'extrémité, et dans lequel se trouvent les extrémités des éléments longitudinaux d'armature devant venir à recouvrement avec les éléments longitudinaux du panier d'armatures mis en place dans la tranchée suivante, en utilisant une cloison transversale à laquelle sont fixées-des ailes latérales s'étendant sensiblement parallèlement aux parois de la tranchée, sur toute la hauteur de la cloison et de celle-ci jusqu'à la plaque d'extrémité, ainsi qu'un fond sgéten- dant de la cloison à.la plaque d'extrémité. La cloison, les ailes latérales et le fond forment une sorte de coffrage perdu qui isole complètement la partie extrême de la cage d'armatures que l'on veut maintenir libre et évite ainsi son envahissement lors du bétonnage du premier panneau. La cloison, les ailes et le fond peuvent être constitués, par exemple, d'une tôle d'acier d'épaisseur suffisante pour résister à la poussée du béton9 la cloison étant traversée par les éléments lon gitudinaux d'armature et soudée à ceux-ci. Après bétonnage des premier et deuxième panneaux, la cloison, les ailes et le fond se trouveront noyés dans le béton.

En variante, on pourrait aussi réaliser la cloison, les ailes et le fond susmentionnés en un treillis métallique à mailles suffisamment petites pour que le béton ne passe pas à travers, du moins en quantité importante.

il est à noter que, dans le cas de terrains où les parois de la tranchée ne risquent pas d'être trop irrégulières, on peut se dispenser de prolonger les ailes et le fond, fixés à la cloison, jusqu'au contact de la plaque d'extrémité, et se contenter d'ailes et d'un fond s'étendant seulement sur une partie de la distance séparant la cloison de la plaque d'extrémité, par exemple sur un tiers ou la moitié de cette distance. En effet, il suffit d'utiliser une cloison dont la largeur est voisine de celle de la tranchée, de sorte que les ailes latérales soient le plus proche possible des parois de la tranchée.

Dans ce cas, l'allongement de la longueur de contournement par le béton ainsi réalisé peut suffire pour éviter la penétration de ce dernier dans ltespace que l'on veut protéger de son envahissement, sans avoir à recourir au confinement complet dudit espace.

Selon une autre variante, on peut protéger l'espace à réserver de l'envahissement du béton, en utilisant une cloison transversale munie d'ailes latérales et d'un fond dont l'extension est limitée à la longueur nécessaire pour l'appui d'un élément de scellement assurant ltétanchéité entre les ailes et le fond, d'une part, et le terrain, d'autre part. Cet élément de scellement peut etre constitué par un manchon ou tube souple en matière semi-perméable (par exemple en un textile à mailles très fines approprié) mis en place entre les ailes et le fond, d'une part, et le terrain, d'autre part, et rempli, avant le bétonnage, d'un coulis de ciment. La matière semi-perméable formant le manchon laisse filtrer l'eau du coulis tout en retenant les particules de ciment.Après prise, ce dernier assurera l'étanchéité désirée et évitera l'envahissement par le béton de l'espace à réserver.

Selon encore une autre variante dérivant de la précédente, on utilise deux manchons semi-perméables, espacés l'un de l'autre, interposés entre les ailes et le fond, d'une part, et le terrain, d'autre part et, après les avoir remplis d'un coulis de ciment et prise de ce dernier, on, remplit le volume délimité par les ailes, le fond, les manchons et le terrain, -du même coulis de ciment (ou de toute autre matière durcissable appropriée) de façon à réaliser un véritable scellement de l'ensemble ailes-fond au terrain. Cette dernière variante est évidemment d'une mise en oeuvre un peu plus compliquée que les précédentes mais peut se révéler utiles dans certains cas.

Si on le désire, on peut prévoir, en outre, une lame d'étanchéité rigide ou semi-rigide, par exemple en métal ou en plastique, fixée sur la cloison transversale, d'un cOté ou de l'autre de celle-ci, ou encore des deux côtés de celle-ci, de préférence dans le plan médian de la tranchée, qui sera finalement prise dans le béton et constituera un "water-stop" entre les deux panneaux successifs de la tranchée.

Le choix de la forme des paniers d'armatures, ainsi que de leur mode de recouvrement relève du domaine général du béton armé et le procédé de l'invention n'est pas limité à l'emploi d'une structure particulière.

'a description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comnent l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin aue du texte faisant bien entendu partie de ladite invention0
Les figures 1 à 5 représentent schématiquement en plan diverses étapes de la réalisation d'une paroi moulée dans le sol selon le procédé de l'invention.

La figure 6 représente schématiquement en plan une variante du procédé de l'invention.

La figure 7 représente schématiquement en plan une autre variante du procédé de l'invention.

La figure 8 représente schématiquement en plan une autre variante supplémentaire du pro'cédé de l'invention.

Le procédé illustré sur les figures 1 à 5 consiste en premier lieu à-creuser une tranchée 1 dans laquelle sera moulé le premier panneau de la paroi à réaliser. L'excavation de la tranchée 1 se fait en prenant, si nécessaire, des mesures pour éviter l'affaissement ou l'éboulement du terrain, par exemple en remplissant la tranchée de boue bentonitique. Une fois la tranchée exécutée, on met en place une plaque amovible 2, par exemple en Ber d'une épaisseur de quelques centimètres, à l'extrémité de la tranchée contiguS à la tranchée qui sera réalisée ensuite (figure 1).Après mise en placé de la plaque 2, on descend dans la tranchée un panier ou cage d'armatures métalliques 3, composé d'éléments verticaux 4, transversaux 5 et longitudinaux 6 reliés entre eux de façon usuelle, de façon que les extrémités des éléments longitudinaux situés du côté de la plaque 2 viennent en butée contre cette dernière. Le panier dtarmatures 9 porte, en outre, une cloison transversale 7, par -exem- ple en ttle d'acier, dont la longueur est légèrement inférieure à la largeur de la tranchée et supérieure à celle-au panier d'armatures, et à travers laquelle passent et sont soudés les éléments longitudinaux 6.

A titre indicatif, ces éléments longitudinaux peuvent faire saillie, par rapport à la cloison 7, d'une longueur de,l'ordre de 50 à 100 cm. La cloison 7 est munie sur ses deux bords verticaux d'ailes latérales 8, également en tôle d'acier, soudées à elle, sensiblement parallèles aux parois principales de la tranchée, et s'étendant jusqu'à la plaque 2, et à sa partie inférieure, d'un fond horizontal -9, également en tôle d'acier et soudé à elle, s'étendant aussi-jusqu'à la plaque 2 (figure 2). Après mise en place du panier d'armatures, on remplacé la boue bentonitique-, s'il y en a, située dans la tranchée du côté de la cloison opposé à celui où se trouve la plaque 2, par du béton 10.Ce béton ne peut envahir l'espace Il délimité par 19ensemble formé par la cloison 7, les ailes 8, le fond 9 et la plaque 2, dans lequel se trouvent les extrémités des éléments longitudinaux 6 formant saillie de la cloison, cet, ensemble constituant une sorte de caisson substantielleme-nt étanche au béton (figure 3). En même temps, les éléments longitudinaux 6, sur lesquels la cloison est soudée, transmettent la poussée exercée par le béton coulé sur la cloison à la plaque 2, elle-mtme en appui contre l'extrémité de la tranchée' et s'opposent ainsi à tout déplacement de la cage sous l'action de ladite poussée. Une fois que le béton 10 a fait suffi samment prise pour ne plus s'éèouler, on excave sous boue bentonitique, à la suite de la tranchée 1, la tranchée 1' dans laquelle sera moulé le deuxième panneau de la paroi à réaliser, la plaque 2 étant maintenue en place pendant cette excavation de façon à protéger mécaniquement. la partie extr8me non encore bétonnée du panier d'armatures du premier panneau contre les chocs de ltoutil d'excavation et de façon à éviter la pénétration d'éléments de terrain provenant de l'excavation de la tranchée- 1'. Après que l'excavation 1' ait été terminée, on enlève la plaque 2 (figure 4).La plaque 2 enlevée de la tranchée 1 est mise en lace à l'extrémité de la tranchée 1' opposée à la tranchée 1, puis on positionne dans la tranchée 1' un panier d'arr:ature 3', similaire au panier 3, si ce n'est que son extrémité située du c8té de la tranchée 7 vient à recouvrement avec l'extrémité non bétonnée du panier 3. il suffit alors de remplir simultanément de béton 10' la p.. artie non bétonnée de la tranchée 1 et la tranchée 1 pour assurer la continuité du béton armé d'un panier d'armatures à l'autre (figure 5)
Ce bétonnage a pour effet de noyer l'ensemble des éléments 7 à 9 dans le béton, qui constitue donc une sorte de coffrage perdu.

En réalisant les panneaux suivants d'une manière similaire, on -obtient finalement une paroi en béton armé moulée dans le sol exempte de toute discontinuité en ce qui concerne son renforcement par les armatures métalliques.

Si on le désire, on peut, en outre, comme repré senté sur les figures 2 à 5, monter une lame d'étanchéité 12, par exemple en acier ou en une matière polymère, sur la cloison 7, cette lame détendant parallèlement a l1axe principal de la tranchée 1, et sur toute la hauteur de la cloison. Après bétonnage, cette lame formera un 11water-stop11,qui parfaira, si besoin est, l'étanchéité entre les panneaux successifs de la paroi moulée. Cette lame 12 est montrée sur les figures 2 à 5, montée du côté- de la plaque 2, mais pourrait aussi bien être montée de l'autre côté de la cloison ou des deux côtés à la fois.

La figure 6 illustre une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention qui est satisfaisante dans le cas où la nature du terrain permet de réaliser des tranchées ayant des dimensions relativement précises et des parois verticales relativement régulières, c'est--dire sans bosses et renfoncements trop prononcés.

Selon cette variante, on utilise un ensemble cloison 7 ailes 8 - fond 9, dont les ailes et le fond s'étendent seulement sur une partie de la distance séparant la cloison 7 de la plaque 2, par exemple sur la moitié environ de cette distance, L'expérience montre que, si les ailes 8 sont suffisamment proches des parois de la tranchée, par exemple distantes de moins de 5 cm de ces parois, le béton coulé dans la tranchée s'infiltre un peu entre les ailes et les parois de la tranchée mais s'auto-bloque rapidement, comme l'illustre la figure 6 qui correspond, du point d vue de l'état d'avancement du procédé, à la figure 3. Hormis la différence structurelle signalée, cette variante se met en oeuvre comme décrit à propos des figures I à 5.

La figure 7 illustre une autre variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Selon cette variante, on utilise un ensemble cloison 7 - ailes 8 fond 9, dont l'extension'des ailes et du fond est limitée à la longueur nécessaire pour l'appui d'un élément d'étanchéité constitué par un tube souple semiperméable 13 en tissu à mailles très fines qui part du sommet d'une des ailes 8, passe sous le fond 9 et remonte jusqu'au sommet de l'autre aile 8.Ce tube souple semi-perméable est rempli, avant le bétonnage de la tranchée 1, d'un coulis de ciment qui, après prise, formera joint entre les ailes et le fond d'une part, et le terrain, d'autre part, Ce tube semi-perméable est beaucoup plus efficace que le tube gonflable à l'air des brevets précités'car il présente une capacité de déformation nettement plus importante qui lui permet d'épouser les irrégularités éventuelles des parois et du fond de la tranchée0 La figure 7 correspond, du point de vue de l'état d'avancement du procédé, à la figure 3.

Hormis la modification signalée, cette variante se met en oeuvre comme décrit à propos des figures 1 à 5.

La figure 8 illustre encore une autre variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Selon cette variante, on met en place, entre les ailes 8 et le fond 9, d'une part, et le terrain, d'autre part, deux éléments d'étanchéité espacés l'un de l'autre, eonstitués chacun d'un tube semi-perméable -13 analogue à celui décrit à propos de la figure 7. Après avoir, rempli ces tubes d'un coulis de ciment et avoir laissé ce dernier faire prise, on remplit l'espace 14 délimité par les ailes 8, le fond 9, les tubes 13 et le terrain, var du coulis de ciment 15. Après prise de ce dernier, on obtient un, véritable scellement de l'ensemble 7-8-9 au terrain, qui assure une étanchéité parfaite au béton coulé dans la tranchée 1. Comme les figures 6 et 7, la figure 8 corres-pond, du point de vue de l'état d'avancement du procédé, à la figure 36
il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et l'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICAlI0ES

1. Procédé pour la construction d'une paroi continue moulée dans le sol par panneaux successifs, selon lequel on creuse dans le sol une tranchée (1) en prenant des mesures pour éviter l'affaissement du sol, si nécessaire; on place dans la tranchée un panier d'armatures (3) pourvu d'une cloison transversale (7) fixée au voisinage de son extrémité adjacente à la tranchée suivante à exécuter et s'étendant sur toute la hauteur du panier, des éléments longitudinaux (6) d'armature dépassant de la cloison; on place un élément de blocage amovible (2) dans ltextrémité de la-tranchée du côté de la cloison; on remplit la tranchée de béton (10) du c8té de la cloison- opposé à l'élément de blocage pour former un panneau de paroi; on creuse une autre tranchée (1') à la suite de la première tranchée; on enlève l'élément de blocage; on place-dans la nouvelle tranchée un panier d'armatures (D2) à cloison transversale de façon que les éléments longitudinaux de celui-ci viennent à recouvrement avec les éléments d'armature longitudinaux dépas- sant de la cloison du panier d'armatures précédent; et on remplit la nouvelle tranchée de béton (in') de la même façon que pour la tranchée précédente; et ainsi de suite; caractérisé en ce qu'on met en place dans la tranchée le panier d'armatures de façon outau moins certaines des extrémités des éléments armature longitudinaux (6) faisant saillie de la cloison transversale viennent buter contre l'élément d blocage (2).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de blocage a la, forme d'une plaque.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloison transversale se prolonge, en direction del'élément de blocage, par des ailes (8) et un fond (9) extérieurs aux éléments d'armature longitudinaux.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailes et le fond s'étendent jusqu'à l'élément de blocage.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailes et le fond s'étendent sur seulement une partie de la distance séparant la cloison transversale de l'élément de blocage.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dispose un élément d'étanchéité tubulaire semi-perméable (13) entre les ailes et le fond d'une part, et le terrain d'autre part, puis on remplit cet élément d'étanchéité d'un coulis de ciment avant bétonnage de la tranchée

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dispose deux éléments d'étanchéité tubulaires semi-perméables (13), espacés l'un de l'autre, entre les ailes et le fond, d'une part, et le terrain, d'autre part, puis on remplit ces éléments d'étanchéité d'un coulis de ciment et, après prise dudit coulis, on remplit l'espace délimité par les ailes, le fond, les éléments d'étanchéité et le terrain, d'un coulis de ciment (15) qu'on laisse faire prise avant de bétonner la tranchée.

8. Panier d'armatures pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que défini à l'-une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant une paroi transversale (7) prévue au voisinage d'une de ses extrémités, traversée et fixée à des éléments d'armature longitudinaux, caractérisé en ce que ladite cloison est prolongée en direction de ladite extrémité par des ailes (8) et un fond (9).