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DISPOSITIF POUR LE FORAGE DE PUITS DANS LE SOL
L'invention concerne un dispositif pour le forage de puits dans le sol au moyen d'une tarière.
Dans les dispositifs connus de ce genre, la tarière est reliée, par des organes mécaniques de transmission d'énergie, à un moteur de commande dis- posé à 'la surface du solo Ces organes de transmission sont lourds et coûteux, ils absorbent beaucoup d'énergie en pure perte et ne permettent que la trans- mission d'une quantité relativement faible d'énergie utile. Ces appareils con- nus ne permettent pas d'exécuter des forages de grande section, tels qu'ils sont exigés de plus en plus fréquemment pour la construction de pieux de grand diamètre (notamment un mètre et plus) et de forte capacité portante (notamment 500 à 1000 tonnes ou plus) pour les fondations de bâtiments industriels ou im- meubles élevés, où se présentent de fortes charges concentrées.
La présente invention porte sur un dispositif permettant d'obtenir de tels résultats. Selon l'invention, le dispositif de forage comprend au moins une tarière d'un type approprié quelconque, qui est directement accouplée à un moteur, de façon à former un ensemble destiné à descendre dans le sol et pou- vant être suspendu à un engin de levage approprié quelconque, le moteur étant réuni par des conduites souples à une source de fluide moteur agencée à la sur- face du solo
Le dispositif selon l'invention est donc un dispositif autonome qui n'est plus tributaire de moyens mécaniques de transmission de puissance, qui le relient à la surface.
De ce fait, il permet de descendre jusqu'à une profon- deur théoriquement illimitée et d'exécuter des forages de beaucoup plus grande section, sa puissance utile étant beaucoup plus élevée que celle des appareils .usuels. De plus, sa manoeuvre est très aisée et rapide.
D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront de la description de quelques exemples de réalisation, qui sera donnée ci-après avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels:
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Fig. 1 et 2 montrent schématiquement deux positions différentes d'un dispositif selon l'invention, travaillant à l'intérieur d'un tube de cuvelage;
Figo 3 est une vue partiellement en coupe et à plus grande échelle d'un tel dispositif;
Figo 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de Figo 3 ;
Figo 5 est une vue en coupe d'une tarière ouverte;
Figo 6 est une vue en coupe d'une variante d'exécution d'une ta- rière;
Figo 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de Fig. 6 ;
Figs. 8, 11, 12 et 14 sont des vues en élévation de quatre variantes constructives du dispositif;
Figo 9 est une vue partielle en coupe horizontale d'une forme cons- tructive du dispositif de calage, suivant un plan qui correspondrait à la li- gne IX-IX de Figo 8;
Fig. 10 est une vue en coupe suivant la ligne X-X de Figo 9, et Figsa 13 et 15 sont des vues en plan des dispositifs selon Figso 12 et 14.
Dans l'exemple montré en Figsa 1-2, le dispositif selon l'invention travaille dans un tube de cuvelage 1 qui peut être d'une pièce ou formé d'élé- ments assemblés au fur et à mesure du fongageo Le dispositif comprend une tariè- re 2 qui est mise en rotation par un moteur 3, par l'intermédiaire d'un réduc- teur de vitesse 4, par exemple à engrenages. Le moteur est de préférence un mo- teur électrique du type blindé, auquel le courant est amené par un conducteur souple., non montré au dessin.
Du fait que le moteur est fixé à la tarière., il est nécessaire de réaliser le calage angulaire de la carcasse du moteur par rapport au tube 1, car sinon la tarière ne tournerait pas. Ce calage doit être réalisé de façon à permettre quand même un déplacement longitudinal du groupe moteur-tarière par rapport au tube 1, ce déplacement devant être au moins égal à la 'course de forage de la tarièreo Un tel calage peut être réalisé de toute façon appropriée.
En Figs. 1-2, ces moyens-de calage sont figurés schématiquement en 5. Le moteur est surmonté d'une cage 6 manie d'une attache 7 pour le câble de suspension 8 8 qui est manoeuvré par un engin de levage quelconqueo Cette cage présente au moins une fenêtre 9 en forme de boutonnière., dans laquelle s'engage une projec- tion radiale des moyens de calage 5. Lorsque le dispositif est descendu dans le tube 1, ses divers éléments se trouvent dans la position montrée en Figo 1. Dès qu'il repose sur la terre, on produit le calage de l'organe 5 par rap- port au tube et on met le moteur en marche,, de façon à provoquer la rotation de l'outil 2 qui fore le sol et descend dans celui-ci en entraînant le réduc- teur 4, le moteur 3 et la cage 6 qui font corps avec lui.
L'ensemble se trou- ve alors dans la position montrée en Figo 2, la longueur de la boutonnière 9 correspondant sensiblement à la course de l'outil. On relâche alors les moyens de calage, qui peuvent donc descendre le long de la boutonnière, et on remon- te le dispositif pour vider la tarière et recommencer ensuite le cycle des opérations.
Comme montré en Figo 3, les moyens 5 peuvent être des électro-ai- mants prévus en nombre voulu, par exemple deux, trois ou quatre, dont les bobines 10 sont supportées par un bout de tube 11 monté à coulissement sur un tube central 12 de la cage 6. Le déplacement des armatures 13 vers l'extérieur provoque le calageo Ce déplacement peut être assuré par l'attraction des arma- tures par les bobines, contre l'action de ressorts de rappel 1-,/+.,-mais il se-
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rait aussi possible de le produire par les ressorts, qui seraient en ce cas des ressorts de tension, le décalage se produisant alors par l'attraction des armatures.
La tarière montrée en Fig. 3 est constituée par une cuve fixée sur l'arbre de sortie 15 du réducteur 4 et fermée à sa base par un fond ar- ticulé 16 qui est pourvu d'un couteau 17 placé à côté d'une fenêtre 18 per- mettant l'entrée de terre dans la cuve. La Fig. 5 montre ce fond ouvert pour vider la tarièrePour de grands forages, il est utile d'utiliser une tarière à couteau débordant 19, comme montré en Figsa 6-7.
La Fig. 8 représente une construction à peu près semblable à cel- le décrite avec référence aux Figso 1 et 3, mais comportant une tarière à double couteau débordante Pour assurer un bon centrage de l'appareil, il est pourvu d'une saillie annulaire 20 s'engagent à faible jeu dans le tube 1.
Les Figso 9-la montrent les détails d'un système électro-magnéti- que de calage. Les armatures mobiles 13 se terminent par de larges sabots as- surant une grande surface de contact avec le tube la
Le calage angulaire peut aussi être obtenu par l'engagement mutuel de gorges et nervures prévues les unes sur la paroi intérieure du tube et les autres sur la carcasse du dispositif de forage. La Figo 11 montre une telle constructiono Le tube présente des rainures 21 dans lesquelles s'engagent des projections ou saillies 22 prévues sur la carcasse du dispositif. Des saillies semblables 23, 24 peuvent être prévues sur l'enveloppe du réducteur et la cu- ve de la tarière pour assurer une meilleure stabilité de l'ensemble.
Dans ce cas, la cage 6 à boutonnière 9 devient superflue, puisque les dites saillies peuvent coulisser dans les rainures 21 pendant la course de forage du dispo- sitif,
Les Figs. 12 - 13 montrent une variante comportant deux tarières, 2, 2a dont les enveloppes sont solidaires l'une de l'autre. Elles sont comman- dées par un même moteur, à l'aide d'un mécanisme appropriéo Les réactions de commande des deux tarières étant égaleset de sens contraire, elles s'annulent mutuellement, ce qui rend superflu tout calage angulaire par rapport au tube et permet d'utiliser le dispositif pour creuser des puits sans faire usage d' un tube de cuvelage, bien entendu si la nature du terrain le permet. Le puits formé.par cet appareil présente une section en forme de 8.
Les couteaux des tarières sont décalés angulairement de façon à pouvoir travailler dans le même plan sans se recontrero
Le guidage et le centrage de l'appareil dans le trou déjà foré sont assurés par des patins longitudinaux 25 qui relient l'enveloppe des tarières, à des bras 26 solidaires du chapeau de suspension du dispositif, dont ils aug- mentent ainsi la rigidité.
Les Figso 14-15 montrent une construction à trois tarières 2,2a, 2b, commandées simultanément par le moteur 3. Cette construction est semblable à celle des Figso 12-13. Deux des tarières tournent dans le même sens, la troi- sième en sens opposé.
La résultante des réactions des trois tarières provoquera donc une rotation lente de l'ensemble autour de l'axe de cet ensemble. Si le dispositif était immobilisé, letrou creusé aurait unesection en feuille de trèfle, comme l'indique la ligne en traits mixtes 27a Par suite de la rotation lente de l'ensemble, on obtiendra toutefois un trou cylindrique tel que figuré au dessina Ce dispositif convient également pour le forage de trous non cuvelés.
Lorsqu'il est utile ou nécessaire de réaliser un ameublissement su- perficiel du terrain sur la section attaquée par la tarière, l'invention prévoit que le dispositif de forage peut être muni de moyens pour effectuer cet ameublis- sement., par exemple par jets d'air et/ou jets d'eau ou d'un autre liquide à la base de la tarière. Les tubes nécessaires pour produire ces jets sont avantageu- sement disposés autour de la tarière.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et illustrés, auxquels diverses modifications peuvent être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.