LU100441B1 - METHOD FOR CONSOLIDATING A SOIL SUBJECT TO REPRODUCED EPISODES OF FLOOD - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour consolider un sol (S), notamment un sol sensible aux variations hydriques, délimité supérieurement par un dallage dont une partie au moins est affaissée, comprenant l'injection, dans ledit sol (S) sous la partie affaissée de dallage, d'une substance de renforcement expansive (4i), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, préalablement à l'injection, l'injection d'une substance de comblement à durcissement (2), l'injection de substance de comblement (2) étant arrêtée dès qu'un début d'élévation du sol est détecté sur la courbe acquise.The invention relates to a method for consolidating a soil (S), in particular a soil sensitive to water variations, delimited above by a pavement at least a portion of which is slumped, comprising the injection into said soil (S) under the collapsed part. for paving with an expansive reinforcing substance (4i), the method being characterized in that it further comprises, prior to the injection, the injection of a hardening filler (2), the injection of filling substance (2) being stopped as soon as a beginning of elevation of the soil is detected on the acquired curve.
Description
PROCEDE DE CONSOLIDATION D'UN SOL SUJET A DES EPISODES REPETES D'INONDATIONMETHOD FOR CONSOLIDATING A SOIL SUBJECT TO REPRODUCED EPISODES OF FLOOD
Domaine techniqueTechnical area
La présente invention concerne un procédé de consolidation de sol.The present invention relates to a soil consolidation method.
Plus spécialement, l'invention concerne un procédé de consolidation de sol par l'injection, dans ce sol, d'une substance de renforcement, notamment une substance expansive.More particularly, the invention relates to a method of consolidating soil by injecting, in this soil, a reinforcing substance, in particular an expansive substance.
Plus particulièrement, le procédé selon l'invention peut être utilisé pour consolider le sol d'assise et le sol plus profond sous un ouvrage de type dallage, voirie, construction ou ouvrage d'art, notamment d'un ouvrage affaissé suite à un phénomène de tassement différentiel.More particularly, the process according to the invention can be used to consolidate the ground and the deeper soil under a structure of the pavement type, road, construction or engineering structure, including a work collapsed due to a phenomenon differential settlement.
Le procédé selon l'invention est adapté à la consolidation et au relevage des sols sujets à des épisodes répétés d'inondation ou de variation du niveau de l'eau (nappe phréatique).The method according to the invention is suitable for the consolidation and the raising of soils subject to repeated episodes of flooding or variation of the water level (water table).
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
La technique de consolidation des sols avec injection de résine expansive est connue principalement pour améliorer les propriétés du sol ou de relevage des sols affaissés.The technique of soil consolidation with expansive resin injection is known mainly for improving the soil properties or lifting of collapsed soils.
Des sinistres d'affaissement des dallages non-portés (qui ne s'appuie pas sur les murs porteurs) sont régulièrement rencontrés suite à une décompression de sol par lessivage par l'eau ou par le retrait des sols plastiques dû à l'assèchement (argiles). Cela se produit dans différents cas une inondation par des eaux de ruissellement suite à une longue période pluviale une inondation par submersion des sols par les eaux venues de rivières qui débordent une importante fuite de canalisation d'alimentation en eau une importante et longue fuite des canalisations d'évacuation des eaux usées.Losses of non-worn slabs (which do not rest on bearing walls) are regularly encountered following decompression of soil by leaching by water or the removal of plastic floors due to drying ( clays). This occurs in different cases flooding by runoff after a long rainy season flooding by submergence of the water from the rivers that overflow a major leakage of the water supply pipe an important and long draining of the pipes wastewater disposal.
Une solution technique adaptée qui permet une intervention rapide et efficiente sans engendrer des dégâts importants autour de la zone à réparer, est la consolidation de sol par injection de résine expansive. Cette technique permet de densifier le sol, d'en augmenter la portance, de remplir les vides créés suite à l'affouillement et enfin de relever le dallage affaissé.A suitable technical solution that allows rapid and efficient intervention without causing significant damage around the area to be repaired, is the soil consolidation by expansive resin injection. This technique makes it possible to densify the soil, to increase its lift, to fill the voids created following the scouring and finally to raise the slab.
Or, la solution technique la plus adaptée pour relever le dallage affaissé consiste à réaliser deux opérations éventuellement complémentaires : au-delà de la quantité strictement nécessaire pour consolider le sol, si on continue à injecter de la résine expansive, le sol injecté va se soulever et le dallage qui se trouve au-dessus va se soulever également. Cette technique a un inconvénient majeur car elle nécessite l'injection d'une grande quantité de résine dans le sol. C'est donc une solution particulièrement coûteuse l'autre solution consiste à injecter de la résine expansive à l'interface entre le sol et le dessous du dallage affaissé. Cette opération se fera après le traitement de consolidation du sol. L'expansion de la résine va exercer une force ascendante vers le dallage et va le soulever. On arrêtera l'injection lorsque le dallage aura retrouvé approximativement sa côte initiale.However, the most appropriate technical solution to raise the slab is to carry out two possibly complementary operations: beyond the amount strictly necessary to consolidate the soil, if we continue to inject expansive resin, the injected soil will rise and the pavement above is going to rise too. This technique has a major disadvantage because it requires the injection of a large amount of resin into the soil. It is therefore a particularly expensive solution the other solution consists in injecting expansive resin at the interface between the ground and the bottom of the slab. This operation will be done after the soil consolidation treatment. The expansion of the resin will exert an upward force towards the pavement and will lift it. We will stop the injection when the pavement will have found approximately its initial coast.
La difficulté dans l'emploi de la résine expansive de comblement est le risque d'un sinistre de deuxième génération en cas de nouvelles venues d'eau, par exemple une nouvelle inondation.The difficulty in the use of the expansive filler resin is the risk of a second generation disaster in case of new water inflow, for example a new flood.
En effet, dans le cadre du premier sinistre, le sol qui a été lessivé comporte des vides ou des quasi-vides qui se trouvent immédiatement sous le dallage ou sur une certaine profondeur. L'injection de résine expansive destinée à consolider le sol et à relever le dallage va remplir ces vides ou quasi-vides. La résine étant moins dense que l'eau, lors d'une nouvelle inondation et venue d'eau, la mousse de polyuréthane mise en oeuvre va subir une force ascendante (poussée d'Archimède). Son mouvement ascendant va exercer une force sur le dallage qui risque de se soulever et ainsi créer des dommages importants sur les éléments qui reposent sur lui : par exemple des cloisons.Indeed, in the first disaster, the soil that has been leached has voids or near-voids that are immediately under the pavement or at a certain depth. The injection of expansive resin to consolidate the soil and lift the pavement will fill these empty or near-empty. The resin being less dense than water, during a new flood and water coming, the polyurethane foam implementation will undergo an upward force (Archimedes thrust). Its upward movement will exert a force on the pavement which risks to rise and thus to create important damages on the elements which rest on him: for example partitions.
Objet et résumé de l’invention L'objectif de la présente invention est donc de proposer un procédé pour la consolidation d'un sol et le relevage des dallages affaissés, dans les zones où le niveau d'eau varie régulièrement. Ce procédé permet une consolidation du sol de façon pérenne même lorsque ce sol est susceptible d'être exposé à des épisodes successifs d'inondation ou de variation du niveau de la nappe.OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is therefore to propose a method for consolidating soil and lifting sloped pavements in areas where the water level varies regularly. This process allows soil consolidation in a sustainable way even when this soil is likely to be exposed to successive episodes of flood or change in the level of the water table.
Cet objectif est atteint avec un procédé pour consolider un sol, délimité en partie haute par un dallage flottant dont une partie au moins est affaissée, comprenant l'injection, dans ledit sol sous la partie affaissée de dallage, d'une substance de renforcement expansive.This object is achieved with a method for consolidating a soil delimited at the top by a floating pavement at least a portion of which is slumped, comprising injecting, into said soil under the sloped portion of paving, an expansive reinforcing substance .
Selon l'invention, le procédé comprend en outre, préalablement à l'injection, l'injection d'une substance de comblement à durcissement et le suivi en temps réel de l'élévation de la partie affaissée du dallage, l'injection de substance de comblement étant arrêtée dès qu'un début d'élévation du sol ou une élévation du sol sur une distance prédéterminée, est détecté.According to the invention, the method further comprises, prior to the injection, the injection of a hardening filler and the real-time monitoring of the elevation of the collapsed portion of the pavement, the injection of substance filling station being stopped as soon as a beginning of elevation of the ground or an elevation of the ground over a predetermined distance is detected.
Le procédé selon l'invention présente ainsi différents avantages : la densité de la substance de comblement seule et du mélange « substance de comblement et substance de renforcement » est supérieure à celle de l'eau, permettant de supprimer le risque de la poussée Archimède précité lors de la survenue d'un épisode subséquent d'inondation ou d'élévation du niveau de la nappe, qui existait dans les consolidations à substance de renforcement seule, de l'art antérieur. en cas de nouvelle inondation ou d'élévation du niveau de la nappe, et le cas échéant, de nouvelles décompressions et affaissement du sol et du dallage, on pourra facilement réitérer les opérations précitées. L'invention peut par ailleurs présenter l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes : - on suit, durant l'injection de substance de renforcement expansive, l'élévation de la partie affaissée et l'injection de substance de renforcement expansive est arrêtée dès qu'une élévation de la partie affaissée d'une deuxième distance prédéterminée est détectée - si l'élévation de la partie affaissée (11) du dallage du fait de l'injection de la substance de renforcement expansive, ne permet pas d'atteindre la deuxième distance prédéterminée, on procède à une deuxième injection de substance de renforcement dans la substance de comblement à durcissement à travers des trous d'injection répartis de façon homogène de façon à former des complexes substance de renforcement expansive/substance de comblement durci et on suit en temps réel l'élévation de la partie affaissée du dallage, l'injection de substance de renforcement dans la substance de comblement à durcissement étant arrêtée dès qu'une élévation de la partie affaissée d'une deuxième distance prédéterminée est détectée. - la première distance prédéterminée de surélévation de la zone affaissée du dallage suite à l'injection de substance de comblement à durcissement entre le dallage et le sol correspond à un pourcentage de la hauteur initiale d'affaissement du sol, compris entre 60 et 90% de cette hauteur initiale d'affaissement du sol, - la deuxième distance prédéterminée de surélévation supplémentaire de la zone affaissée du dallage suite à l'injection de substance de renforcement à expansion dans le sol correspond à un pourcentage de la hauteur initiale d'affaissement du sol, compris entre 10 et 40% de façon à porter à 100% de la hauteur initiale d'affaissement, l'élévation totale de la partie affaissée du dallage.The method according to the invention thus has various advantages: the density of the filling substance alone and of the mixture "filling substance and reinforcing substance" is greater than that of water, making it possible to eliminate the risk of the buoyancy Archimedes supra during the occurrence of a subsequent episode of flooding or elevation of the water table, which existed in consolidations with reinforcing substance alone, of the prior art. in the event of a new flood or an increase in the level of the water table, and if necessary, further decompressions and subsidence of the soil and pavement, the aforementioned operations can be easily repeated. The invention may furthermore exhibit one or both of the following features: during the injection of the expansive reinforcing substance, the elevation of the collapsed part and the injection of an expansive reinforcing substance are followed is stopped as soon as an elevation of the collapsed part of a second predetermined distance is detected - if the elevation of the collapsed part (11) of the pavement due to the injection of the expansive reinforcing substance, does not allow to reach the second predetermined distance, a second injection of reinforcing substance into the curing filler material is carried out through homogeneously distributed injection holes to form complexes of expansive reinforcing substance / hardened filler. and in real time the elevation of the sloped part of the pavement is monitored, the injection of reinforcing substance into the filling substance at curtailment being stopped as soon as an elevation of the collapsed portion of a second predetermined distance is detected. the first predetermined elevation distance of the collapsed area of the pavement following the injection of hardening filler between the pavement and the floor corresponds to a percentage of the initial height of subsidence of the soil, between 60 and 90% of this initial height of subsidence of the soil, - the second predetermined additional elevation of the collapsed area of the pavement following the injection of soil expansion reinforcement substance is a percentage of the initial subsidence height of the soil, between 10 and 40% so as to bring to 100% of the initial height of subsidence, the total elevation of the collapsed part of the pavement.
Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :Brief description of the drawings The invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings, in which:
La figure 1 illustre schématiquement vue en coupe, un exemple concret de situation d'utilisation du procédé selon l'invention, représentant une dalle affaissée d'une hauteur H0, et la surface du sol séparé de cette dalle par des vides laissés par exemple par le retrait de l'eau suite à une inondationFIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a concrete example of a use situation of the method according to the invention, showing a slab slumped by a height H0, and the surface of the floor separated from this slab by voids left for example by the removal of water following a flood
La figure 2 illustre une première étape du procédé selon laquelle de la boue est injectée dans les vides entre la dalle et le sol affaissé pour les combler et la mise en place d'un suivi de la remontée de la partie affaissée de la dalle, en temps réelFIG. 2 illustrates a first step of the method according to which sludge is injected into the voids between the slab and the collapsed soil to fill them and the establishment of a follow-up of the ascent of the slumped part of the slab, in real time
La figure 3 illustre schématiquement l'élévation de la de la dalle d'une distance représentant environ 80% de la hauteur initiale d'affaissement, grâce à la poursuite de l'injection de boueFIG. 3 schematically illustrates the elevation of the slab by a distance of about 80% of the initial slump height, thanks to the continuation of the sludge injection
La figure 4 illustre schématiquement une étape subséquente du procédé, durant laquelle on procède à une injection de consolidation du sol en injectant une substance de consolidation en profondeur dans le sol, tout en continuant à suivre l'élévation de la dalle en temps réelFigure 4 schematically illustrates a subsequent step of the process, during which a soil consolidation injection is performed by injecting a consolidation substance deep into the soil, while continuing to monitor the elevation of the slab in real time.
La figure 5 illustre une étape optionnelle durant laquelle, si l'élévation du sol n'a pas atteint une valeur de consigne, de la substance de consolidation est injectée dans la boue, entre la dalle et le sol.Figure 5 illustrates an optional step during which, if the elevation of the soil has not reached a set point, the consolidation substance is injected into the sludge, between the slab and the soil.
Description détaillée d'un mode de mise en œuvre :Detailed description of a mode of implementation:
La présente invention propose un traitement du sol et le relevage d'une partie de dallage affaissée 11 comparativement à une partie de dallage intacte 12 formant un point de référence, séparée de la surface du sol 13 qui supportait le dallage avant sinistre, par différents vides 14.The present invention provides a soil treatment and lifting of a sloped pavement portion 11 compared to an intact pavement portion 12 forming a reference point, separated from the ground surface 13 which supported the pre-disaster pavement, by different voids. 14.
Dans un premier temps, conformément à la figure 2, on procède à la réalisation de différents trous d'injection 15 à travers le dallage affaissé débouchant entre le dallage et la surface du sol affaissé, et on procède à travers ces trous 15 à l'injection d'une substance de comblement à durcissement, telle que de la boue, repérée par des points sur les figures annexées.In a first step, according to FIG. 2, different injection holes 15 are made through the collapsed pavement opening between the pavement and the surface of the collapsed floor, and these holes are then passed through the holes 15. injection of a hardening filler, such as sludge, marked by dots in the accompanying figures.
Cette boue est constituée d'un mélange de sables-argileux (80%) et de ciment de Portland (20%). A l'aide d'une mire 16 disposée sur la zone affaissée 11 du dallage (idéalement au point le plus bas) et d'un dispositif de mesure de niveau tel qu'un laser, disposé sur la zone intacte du dallage 12, on réalise une surveillance en temps réel de l'élévation de la partie affaissée 11 de dalle durant l'injection de boue. Tout autre moyen de prise de mesure du suivi en temps réel de l'élévation de la partie affaissée du dallage pourrait bien entendu convenir. L'injection de boue est poursuivie afin que celle ci comble les vides existants entre le dallage affaissé et la surface du sol affaissé, et qu'elle élève la zone affaissée du dallage (voir une comparaison des figures 1 et 3).This sludge consists of a mixture of sands-clay (80%) and Portland cement (20%). With the help of a pattern 16 placed on the slumped zone 11 of the pavement (ideally at the lowest point) and a level measuring device such as a laser, placed on the intact zone of the pavement 12, one real-time monitoring of the elevation of the slab portion 11 of the slab during the sludge injection. Any other way of taking measurements of the real-time monitoring of the elevation of the collapsed part of the pavement could of course be suitable. The slurry injection is continued so that it fills the existing voids between the collapsed pavement and the collapsed soil surface, and that it raises the slumped area of the pavement (see a comparison of Figures 1 and 3).
On arrête l'injection de boue dès que la partie de dallage affaissée, est détectée par le dispositif de mesure comme s'étant soulevée, d'une distance prédéterminée représentant par exemple environ 80% de la hauteur de l'affaissement initial HO telle que mesurée entre le point de référence du sol non affaissé 0 et le point le plus bas de la zone affaissée du dallage (voir figure 1).The sludge injection is stopped as soon as the sloped pavement portion is detected by the measuring device as having risen, by a predetermined distance representing for example about 80% of the height of the initial slump HO such that measured between the reference point of unslung ground 0 and the lowest point of the collapsed area of the pavement (see Figure 1).
Cette détection peut aussi être réalisée de manière automatisée, à l'aide d'un logiciel approprié et l'injection de boue arrêtée dès que nécessaire automatiquement.This detection can also be performed automatically, using appropriate software and sludge injection stopped as soon as necessary automatically.
Conformément à la figure 4, après avoir attendu un temps prédéterminé nécessaire au durcissement de la boue (par exemple 24 heures), on procède à la consolidation en profondeur du sol. A cet effet, on injecte une substance de renforcement/consolidation expansive, par exemple une résine expansive dans le sol (repérée par les ondulations sur les figures 4 et 5) tout en continuant à étudier en temps réel l'élévation de la dalle grâce à la mire et au laser. La substance expansive est injectée au travers de forages 17 qui traversent le dallage, la boue sous-jacente et le sol, pour déboucher en profondeur dans le sol. Elle se mêle intimement au sol en se répartissant latéralement de façon homogène sans former de zone de substance expansive seule, mais systématiquement des complexes substance expansive/sol non susceptible de créer une force de poussée ascendante.According to FIG. 4, after having waited a predetermined time necessary for the hardening of the sludge (for example 24 hours), the deep consolidation of the soil is carried out. For this purpose, an expansive reinforcing / consolidating substance is injected, for example an expansive resin into the soil (marked by the undulations in FIGS. 4 and 5) while continuing to study in real time the elevation of the slab thanks to the sights and the laser. The expansive substance is injected through boreholes 17 which cross the pavement, the underlying mud and the soil, to open into the soil. It mixes intimately with the soil by distributing itself laterally homogeneously without forming an expansive zone of substance alone, but systematically expansive substance / soil complexes not likely to create an upward pushing force.
On arrête l'injection dès que la partie affaissée du dallage est détectée par le dispositif de mesure comme étant remontée d'une deuxième distance prédéterminée, représentant par exemple environ 10% de l'affaissement initial HO, portant à 90% environ la surélévation totale de la partie affaissée du dallage. L'expansion de la mousse est complète après une heure environ.The injection is stopped as soon as the collapsed part of the pavement is detected by the measuring device as being raised by a second predetermined distance, representing for example about 10% of the initial collapse HO, bringing to 90% approximately the total elevation. of the collapsed part of the pavement. The expansion of the foam is complete after about an hour.
Si l'injection de substance expansive, n'a pas permis une remontée du dallage escomptée (au total au moins 90% de la hauteur initiale d'affaissement), il est possible de recourir à une étape supplémentaire d'injection de substance expansive de façon homogène et répartie dans la boue durcie au travers d'un trou d'injection spécialement prévu à cet effet et débouchant dans la boue, afin de former des complexes boue/substance expansive non sujets à former une poussée ascendante tel qu'illustré sur la figure 5. A cet effet, on réaliser plusieurs trous d'injection (dont un seul est représenté) avec un maillage « serré » afin de répartir latéralement la substance expansive de façon homogène à travers la boue. Le maillage serré de trous d'injection consiste en un réseau de trous d'injection séparés deux à deux d'une distance maximale de 50 cm. L'expansion de la substance présente dans les complexes boue/substance expansive, exercera une force ascendante sur le dallage pour le surélever de la hauteur manquante, surélévation qui sera suivie en temps réel par le dispositif de mesure.If the injection of expansive substance did not allow an expected recovery of the pavement (totaling at least 90% of the initial height of settlement), it is possible to resort to an additional stage of injection of an expansive substance of homogeneous manner and distributed in the hardened sludge through a specially designed injection hole and opening into the sludge, to form complexes sludge / substance expansive not subject to form an upward thrust as illustrated on the To this end, several injection holes (only one of which is shown) are made with a "tight" mesh in order to laterally distribute the expansive substance homogeneously through the sludge. The tight mesh of injection holes consists of a network of injection holes separated in pairs from a maximum distance of 50 cm. The expansion of the substance present in the sludge / expansive substance complexes will exert an upward force on the pavement to raise it by the missing height, which will be monitored in real time by the measuring device.
Dans l'exemple, la substance de renforcement est une mousse de polyuréthane. Une telle mousse de polyuréthane est, par exemple, le résultat d'un mélange de polyol et de MDI Isocyanate. Sur chantier, ces deux produits sont stockés dans un camion, dans des cuves séparées. Les deux composants sont acheminés, à travers des tuyaux, jusqu'au pistolet mélangeur de la lance de projection. L'association des deux produits mixés sous pression avec de l'air insufflé par une pompe bi-composants forme par réactions chimiques une mousse expansive qui se solidifie et acquiert des caractéristiques mécaniques adaptées. Mais toute autre substance de renforcement expansive pourrait également convenir.In the example, the reinforcing substance is a polyurethane foam. Such a polyurethane foam is, for example, the result of a mixture of polyol and MDI Isocyanate. On site, these two products are stored in a truck, in separate tanks. Both components are routed through pipes to the spray gun of the spray lance. The combination of two products mixed under pressure with air injected by a two-component pump forms by chemical reactions an expansive foam which solidifies and acquires suitable mechanical characteristics. But any other expansive reinforcing substance might also be suitable.
Dans l'exemple, la substance de comblement à durcissement est un mélange de sable-argileux (par exemple 80%) et de ciment de Portland (par exemple 20%). Mais toute autre substance de comblement à durcissement pourrait également convenir.In the example, the hardening filler is a mixture of sand-clay (for example 80%) and Portland cement (for example 20%). But any other hardening filler may also be suitable.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20190319 |