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PROCEDE DE CONSTRUCTION DES OUVRAGES DE SOUTENEMENT.
La présente invention se rapporteà un nouveau système d'ouvrages de soutènement et aux moyens de réaliser ces ouvrages suivant ce système. Il est connu de faire des ouvrages de soutènement, par exemple pour des quais de ports, dans lesquels des parements en palplanches ou en parois de faible épaisseur sont ancrés dans le sol en étant reliés en arrière, par des éléments travaillant en traction, à des surfaces noyées à distance convenable en arrière dans le terrain.
Dans les ouvrages en palplanches, on ne connaît jusqu'ici que deux types d'ouvrages :
1 - Les ouvrages dans lesquels les palplanches
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travaillant uniquement à la flexion sont ancrées à un ou plusieurs niveaux, étant plus ou moins butées ou encastrées en pied. Les moises au niveau des ancrages travaillent éga- lement à la flexion. Cela nécessite des divers éléments un grand module de résistance.
2 - Les ouvragesdans lesquels les parois ou pal- planches travaillent à la tension, dans lesquels les palplan- ches adjacentes, toutes identiques dans un même ouvrage,sont battues suivant des tracés circulaires, la caractéristique principale intervenant alors étant la résistance au mètre linéaire de leurs joints au dégrafage sous des efforts diri- gés dans leur plan perpendiculairement au joint.
Dans ce deuxième type d'ouvrage, on connaît : a) les gabions circulaires et b) les gabions cellu- laires, a) Dans les gabions* circulaires les palplanches sont battues suivant des tracés circulaires complets, les cylindres ainsi constitués pouvant être placés c8te à côte et la continuité étant rétablie entre eux par des cloisons supplémentaires également circulaires. Les palplanches sont, en général, de hauteurs égales mais si les éléments arrière sont plus court ils ne peuvent l'être de plus que de la demi-hauteur. b) dans les gabions cellulaires, les parois avant et arrière sont battues suivant des arcs de cercle de 60 , de rayons identiques, reliés entre eux par des parois de palplanches'battues suivant un tracé rectiligne.
Les oints des palplanches se raccordant à 1200 supportent alors tous des efforts égaux et la hauteur de la paroi arrière est au minimum égale à la moitié de la hauteur de la, paroi avant,
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Afin de réduire le tonnage du métal nécessaire, la distance entre les parois avant et arrière est réduite au minimum.
Dans ces deux types de gabions, une certaine in- certitude existe quant aux conditions réelles d'équilibre des ouvrages, en raison de l'interaction des parois entre elles du fait que le même élément de terrain peut contribuer à la fois à la poussée sur le rideau avant et à la butée sur le rideau arrière.
De plus, le tracé cellulaire ainsi conçu comporte des saillies et des retraits souvent gênants et d'autant plus importants que le rayon est plus grand.
Dans les ouvrages de soutènement où sont utilisés des éléments travaillant à la flexion, ces éléments s'ap- puient sur des moises qui reportent les efforts sur les an- crages.
Ces moises, comme les éléments eux-mêmes, travail- lent en. flexion et doivent de ce fait être fortement dimen- sionnés ou être ancrés à des intervalles réduits. Ces modes de réalisation classiques présentent donc de graves inconvé- nients : soit une mauvaise utilisation des matériaux utilisés qui ne travaillent pas tous au maximum de leurs possibilités, soit des inconvénients de mise en oeuvre du fait de la multi- plicité des éléments et des tirants ou du relief excessif. des festons.
La présente invention vise la réalisation d'ouvra- ges dont les éléments principaux travaillent en tension. hori- zontalement ou dont les éléments verticaux, quand ils exis- tent et travaillent verticalement en flexion, sont soutenus par des éléments courbes travaillant exclusivement en ten- sion, les parois courbes ou rectilignes étant monolithes ou
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composées d'éléments séparés soit verticalement, soit hori- zontalement, soit horizontalement et verticalement, la liai- son entre deux éléments adjacents ne résistant qu'à des ef- forts de traction et les éléments adjacents dans le sens horizontal ou dans le sens vertical pouvant être de caracté- ristiques ou de natures différentes afin de pouvoir utiliser des éléments tels que leur taux de fatigue soit aussi voisin que possible du maximum admissible pour chacun d'eux.
On utilise à cet effet, pour les surfaces de pare- ment et d'ancrage, des pièces dont les éléments principaux travaillent horizontalement, qu'ils soient confondus, dis- tincts ou intégrés aux surfaces ci-dessus, ne subissent que des efforts de traction grâce à leur tracé courbe horizonta- lement, circulaire ou parabolique par exemple, ou composé d'éléments disposés de façon à réaliser ces courbes généra- les à la manière des chainons d'une chaîne, ces surfaces de parement ou d'appui étant reliées entre elles par des élé- ments rectilignes travaillant uniquement en traction.
Les éléments de parement et d'appui travaillant - horizontalement en traction sont disposés d'après l'inven- tion suivant des tracés courbes, de rayons de courbures horizontales différents ou non, appropriés, les surfaces elles-mêmes soutenues par ces éléments de traction disposés en courbes, horizontalement, pouvant avoir un tracé quel- conque, plan en particulier.
Les angles de raccordement, des parements en par- ticulier, sont quelconques.
Les figures ci-annexées représentent à titre non limitatif, des exemples de l'application du procédé de cons- truction suivant l'invention réalisés par des éléments de divers types établis suivant l'invention et en permettant
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ou en facilitant la réalisation.
La figure 1 représente schématiquement le procédé connu des gabions circulaires.
La figure 2 représente schématiquement le procédé connu des gabions cellulaires.
La figure 3 représente schématiquement un ouvrage de soutènement suivant le procédé de l'invention.
La figure 4 représente schématiquement un ouvrage de soutènement comportant des éléments suivant l'invention étagés suivant un procédé connu.
La figure 5 représente en élévation-coupe un mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 est une coupe en plan correspondante.
Les figures 7 et 8 représentent en élévation et en coupe un mode de construction de palplanches en béton armé suivant l'invention.
Les figures 9 et 10 un autre mode de construction de palplanches suivant l'invention.
Les figures 11 et 12 sont des vues en perspective, de sections d'attache de palplanches en béton armé suivant l'invention.
La figure 13 montre en plan-coupe l'assemblage de telles palplanches pour obtenir un parement droit suivant l'invention.
Les figures 14 et 15 représentent une section de parement droit et d'éléments courbes suivant l'invention et une coupe-élévation d'un tel élément.
Toutes ces figures, schématiques, sont données comme exemple et les modes de réalisation figurés ne le sont pas à titre limitatif, des éléments différents compor- tant des ceintures de tension ou des éléments pour les
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former pouvant évidemment être utilisés pour réaliser des constructions suivant l'invention.
Dans la figure 1, des palplanches 1 sont assem- blées formant des gabions cylindriques 2 de type connu en- castrés dans le sol 3 à retenir. Ces gabions jointifs sont constitués par des éléments de palplanches identiques.
Pour obtenir un parement moins ondulé, on peut intercaler d'autres éléments en palplanches 4.
Dans ces gabions, tous les éléments sont identi- que s .
La figure 2 représente, schématiquement, des ga- bions cellulaires de type connu, constitués par des éléments de palplanches 5 identiques, comme section, aussi bien pour les parois d'ancrage et de soutènement que pour les cloisons d'ancrage. Il en résulte, impérieusement, le recoupement des arcs à 1200 pour que les efforts aux jonctions soient iden- tiques, c'est-à-dire que les arcs ont une ouverture constan- te de 60 et que l'écartement entre cloisons droites est d'un rayon R. Les arcs de cercle d'implantation, 6 en avant et 7 en arrière étant égaux entre eux.
Les palplanches des cloisons droites 8 sont en gé- néral de hauteurs décroissantes pour être, dans le tracé circulaire arrière, d'une hauteur égale au minimum à la demi-hauteur H du sol à soutenir. On a, dans ce procédé, la possibilité de reculer la surface d'ancrage mais alors le poids du métal utilisé, pour les cloisons en particulier, devi6nt prohibitif.
La figure 3 représente, schématiquement, un mur de soutènement en palplanches suivant le procédé de l'inver- tion. Des palplanches 9 métalliques de modèle connu s'agra- fant entre elles sont disposées suivant des tracés en arc 11
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dont le rayon et l'écartement peuvent différer complètement, Un rayon R de 40 mètres par exemple sera associé à un écar- tement 1 de 10 mètres, contrairement à la technique des ga- bions cellulaires actuels. L'angle de raccordement de ces arcs entre eux en a, b, c par exemple sera quelconque. Les cloisons d'ancrage 12 peuvent être en palplanches de carac- téristiques différentes ou en matériaux différents, par exem- ple en t8le d'acier de hauteur variable comme schématisé dans la coupe.
Les efforts d'ancrage sont transmis aux surfaces d'ancrage arrière 13 qui peuvent être, par exemple, des pal- planches de caractéristiques différentes ou des arcs en tôle, d'ouverture quelconque, même plan si l'on veut, qui peuvent être disposés assez en arrière du parement 11 pour donner un ancrage correct avec des hauteurs réduites.
Ces arcs sont d'un échantillon tel que leur métal soit utilisé au maximum.
On voit que dans ce procédé, suivant l'invention, tous les éléments travaillent horizontalement en traction, comme dans les gabions actuels, mais que, de par la disposi- tion utilisée et par l'emploi d'éléments différents pouvant travailler à un taux optimum, on réalise de grosses écono- mies de métal par rapport aux gabions exécutés en palplan- ches identiques entre elles ou en matériaux homogènes.
La figure 4 représente schématiquement, en plan et en coupe, un ouvrage de soutènement utilisant un étage- ment d'éléments de parement cylindrique 15, les cloisons d'ancrage 16 étant de profondeur et de dimensions variables, suivant leur rang dans la hauteur de l'ouvrage.
La courbure des surfaces d'ancrage 17 et leur nature est par exemple différente de celle des éléments 15,
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leur hauteur pouvant également varier d'un étage à l'autre, ou leur épai sseur .
Tout ici encore travaille en tension, des surfaces courbes ou planes de matériaux non identiques étant assem- blées suivant l'invention et de sections convenablement choisies pour réaliser un taux de fatigue homogène dans l'ensemble du dispositif.
Dans les figures 5 et 6, 21 représente des pal- planches en ciment armé disposées en arc c8te à cote pour réaliser le parement d'un ouvrage de soutènement.
Suivant l'invention, ces palplanches sont soute- nues à diverses hauteurs par des ceintures de tension hori- zontales 22, constituées par exemple par des plats en acier rivées ou soudées en 23, à leurs extrémités sur des pièces 24 en Y qui reçoivent en 25, fixés par des rivets, ou par tout autre moyen, des éléments plans de cloison d'ancrage 26 en acier de hauteur et d'épaisseur correspondantes. Ces éléments rectilignes 26 sont fixés en 27 par rivetage ou par tout moyen connu approprié sur des pièces 28 à section horizontale en Y par exemple, de hauteur appropriée pour recevoir en 29 les surfaces d'ancrage 31 qui y sont fixées.
Ces surfaces d'ancrage 31 seront, par exemple, des ceintures en tôle d'acier d'échantillon convenable, disposées en arc de rayon déterminé et en général différent de celui des ceintures d'appui du parement.
Les sections et les hauteurs des ceintures de ten- sion horizontales 22 peuvent être différentes suivant la hau- teur où elles sont disposées sur les palplanches. Pour faci- liter la mise en place et empêcher tout glissement, ces cein- tures 22 reposant verticalement sur des ergots 32, métalli- ques,fixés dans les palplanches aux hauteurs convenables.
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Les hauteurs, les sections et les longueurs des éléments de cloison d'ancrage 26 peuvent être différentes suivant l'emplacement dans l'ouvrage de ces éléments 26.
Les hauteurs et les épaisseurs des surfaces d'ancrage 31 pourront également varier suivant la profon- deur où elles sont ancrées et suivant leur éloignement du parement.
On voit que le dispositif ainsi réalisé, suivant l'invention, permet une réalisation économique car elle emploie des éléments travaillant en tension qui peuvent être adaptés correctement aux efforts locaux de façon à utiliser au mieux les possibilités du métal. L'emploi de ceintures de tension telles que 22 permet, avec l'utili- sation de grands rayons de courbure, de constituer des parements où le relief des ondulations du fait de l'emploi de peu de métal pour les éléments de cloisons, permet de disposer ces ancrages dans les meilleures conditions de stabilité.
Dans les figures 7 et 8,35 est une palplanche en ciment armé (les armatures du ciment armé n'étant pas re- présentées pour simplifier le dessin) qui comporte par exemple des parties 36 et 37 prévues pour un recouvrement au moins partiel dujoint entre palplanches adjacentes.
A des hauteurs déterminées, des éléments horizon- taux 38 et 39, de hauteur convenable, pris par exemple dans des palplanches en acier de modèles connus, sont in- corporés d'une manière appropriée à la palplanche 35.
Les hauteurs des éléments de ceinture horizon- taux 38 et 39 peuvent, pour une meilleure utilisation du métal être différentes suivant la hauteur de ceinture à laquelle ils appartiennent.
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Les profils des sections de palplanches métalli- ques constituant ces éléments de ceinture horizontaux 38 et 39 sont par exemple les mêmes dans un même ouvrage.
Les palplanches sont enfoncées cote à cote de fa- çon à ce que les éléments 38 engrènent entre eux et finale- ment constituent à des hauteurs convenables des ceintures courbes, comme partiellement montré en coupe sur la figure 8, qui sont fixées à leurs extrémités sur des éléments d'an- crage munis, par exemple, dans ce but d'éléments de jonc- tion de palplanches suivant un dispositif connu.
Ce sont ces ceintures, réalisées par l'engrenage des éléments tels que 38, 39 des palplanches voisines, qui travailleront en tension dans la réalisation d'ouvrages de soutènement suivant l'invention.
Les figures 9 et 10 représentent de même en élé- vation et en coupe un autre mode, donné à titre d'exemple, de palplanches en ciment armé (armatures non figurées) dans lesquelles 41 est une palplanche en ciment armé sur laquel- le sont fixés, à nauteurs convenables, des éléments tels que 42, 43, en nombre et de hauteurs'appropriés, destinés à engrener ensemble.
Ces éléments de ceinture 42, 43... seront en géné- ral, comme ci-dessus, des tranches découpées dans des lami- nés pour palplanches métalliques connues, destinés à engre- ner ensemble pour faire des ceintures de tensions soutenant les palplanches suivant l'invention,
Ces éléments 42, 43.... sont fixés sur les pal- planches 41 du coté extérieur, par des tiges fendues 44 no- yées dans le ciment, par exemple, ou par tout autre moyen approprié.
La figure 10 montre-trois éléments de ceinture
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engrenés. Les éléments extrêmes d'une section d'ouvrage en- tre deux ancrages sont fixés sur la cloison d'ancrage par des éléments d'ancrage de palplanches ou par tout autre moyen approprié.
Les exemples donnés ci-dessus, représentés aux figures 5, 6, 7,8, 9 et 10 ont trait aux murs de soutène- ment en palplanches dont les parements sont ,constitués par des ondes cylindriques juxtaposées.
On peut, d'après la présente invention, réaliser des murs en palplanches à parement plat en utilisant des palplanches de type spécial, qui seront non pas appuyées, mais retenues par des ceintures horizontales de tension passant, par exemple, dans des ouvertures convenablement disposées dans une partie arrière de la palplanche, chaque palplanche étant telle que les passages pour les ceintures dans celle-ci sont à des distances variables telles que, les faces de parement des palplanches étant alignées, les cein- tures de tension aient la courbure voulue, circulaire ou parabolique par exemple, pour la résistance de l'ouvrage.
La figure 11 représente un élément d'une palplan- che en ciment armé de section générale en T. Dans la partie 45 en arrière du parement 46 sont ménagés des passages 47, de forme convenable pour recevoir une ceinture de traction, plate par exemple. Un fer 48, seul représenté, sera disposé en arrière de cette fenêtre et convenablement relié aux au- tres armatures non figurées de la palplanche en ciment armé pour répartir les efforts d'accrochage. La distance des passages 47 au parement dans différentes palplanches est variable. Elle peut l'être dans une même palplanche suivant l'étage de ceinture, ce qui permet des courbures différentes pour les diverses ceintures.
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La,.figure 12 représente avec les mêmes références pour les parties correspondantes une section de palplanche en ciment armé analogue, différant en ce que le trou de pas- sage 47 est destiné à recevoir un fer rond, la section 45 du T en arrière du parement est de profondeur plus grande aux attaches 49 que dans le reste de la, palplanche, loca- lement, dans un but évident d'économie. Les attaches 49 sont de dimensions variables suivant la place de la pal- planche dans la travée.
La figure 13 montre, en plan et en coupe, une por- tio.n de travée de palplanche du type ci-dessus, réalisant un parement plan, les palplanches étant retenues par des ceintures de traction dont l'une est partiellement figurée en 51.Les références sont celles notées ci-dessus pour les diverses parties des palplanches.
La figure 14 représente, en coupe, un élément de mur de soutènement ou de surfaces d'ancrage monolithe en- tre les deux points d'ancrage. Cet élément, plan sur une face 55 pour former le parement, sera cylindrique circulai- re à sa face arrière 56 parallèle ou à peu près à des cein- tures circulaires de tension 57 suivant l'invention, sur lesquelles prennent appui les fers de répartition 58 reliés convenablement au reste de l'élément et aux extrémités des- quelles sont fixées des parties 59 de demi-palplanches par exemple, qui pourront s'agrafer à des éléments triples 60 qui assureront la liaison entre deux éléments consécutifs, horizontalement, du parement et avec l'élément 61 de la paroi plane d'ancrage qui portera également des parties de demi-palplanches 59 s'agrafant dans 60.
La figure 15 montre, en coupe suivant X-Y, l'élé- ment donnécomme exemple. On voit dans cet exemple les
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ceintures de tension 57 réalisées par des fers ronds ré- partis dans la hauteur de l'élément, soudés par exemple sur les éléments de palplanches 59 à leurs extrémités.
Une feuillure 62 et un rebord 63, parallèles au parement 55, permettent en hauteur l'assemblage des tran- ches horizontales constituées par des éléments semblables suivant le schéma de la figure 4.
Au lieu d'éléments à parement plan tenant toute la largeur de la travée entre deux plans d'ancrage on peut évidemment, sans sortir de l'invention, constituer chaque bande horizontale dans la travée par des éléments de forme, comportant des éléments de ceinture de tension s'assemblant en chaîne pour réaliser la ceinture de tension entre ancra- ges et de dimensions telles que l'ensemble de ces éléments en position donne une surface générale de parement plane.
La figure 16 représente en coupe schématique une rangée de trois éléments de forme 65, 66, 67, assemblés par des ceintures de tension suivant l'invention, ces ceintures horizontales composées d'éléments tels que 68,69, 70 for- mant chaîne.
Naturellement, de tels éléments courbes, monoli- thes ou s'assemblant dans une même travée, peuvent être utilisés pour réaliser des parois minces, en festons, du moment qu'ils rentrent, par ailleurs, dans le procédé de l'invention.