<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENT AU BATTAGE ET A LA CONSTRUCTION DE PIEUX.
La présente invention a trait au battage de pieux et, spécialement, de pieux du type formé par une enveloppe, une gaine ou un tube de métal qui est laissé en permanence dans le sol et qui peut être subséquemment rempli de béton et qui possède certains avantages techniques et de construction par comparaison au battage et à l'installation de pieux d'autres types.
Pendant la formation effective de pieux gainés, battus, coulés sur place, ou de pieux pré-coulés battus ou d'autres types de pieux battus, le coup de battage du pieu est appliqué à la tête du pieu ou sur la gaine ou sur l'enveloppe ou sur un tube de battage temporaire, ou, dans une variante, sur la tête d'un mandrin qui communique indirectement la force de battage au pied du pieu.
Dans toutes ces méthodes, une quantité considérable de l'énergie de battage reste inefficace du fait des pertes occasionnées par la compression temporaire du pieu, de la gaine ou de l'enveloppe, du tube de battage ou du mandrin et par suite du fait qu'une si grande proportion de l'énergie de bat tage est dépensée dans la compression temporaire du matériau formant les composantes temporaires ou permanentes du pieu, on ne peut obtenir qu'une indication tout à fait -fausse de la charge .de sécurité.
La présente invention a été conçue par suite de l'examen de cet état des choses et, particulièrement, son but fondamental, est de réaliser une conservation maximum de l'énergie dépensée pendant le battage.
Selon l'invention, dans le battage de pieux du type décrit cidessous, le coup de battage de pieu est appliqué au-dessus de la base de l'enveloppe de pieu où la résistance au battage est concentrée dans une grande mesure, et, dans un tel pieu battu par la base, une enveloppe de métal ou de plastique est employée et l'extrémité de l'enveloppe est obturée par un sabot ou bouchon de battage qui ne s'étend pas au-delà de la surface extérieure de l'enveloppeo
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention se différencie de celle de la demande de brevet britannique N, 17581/50 en ce que cette dernière fait usage d'un sabot de plus grand diamètre que l'enveloppée Selon la présente invention,
la nécessité de donner un tel diamètre supérieur aux sabots est écartée en donnant à l'enveloppe une robustesse suffisante pour résister aux forces augmentées agissant sur l'enveloppée En outre, l'emploi d'enveloppes métalliques plus lourdes permet des charges plus grandes pour une section transversale donnée du pieu par suite des fatigues plus grandes admises dans le métal par comparaison avec le bourrage de béton.
Toutefois, dans les cas où il est désirable de réduire le frot- tement sur les côtés de l'enveloppe pendant le battage, sans qu'il soit né- cessaire d'avoir recours aux sabots qui saillent au-delà des surfaces extérieures de l'enveloppe, ainsi qu'il est décrit dans la Spécification N 17581/50 susmentionnée, des saillies périphérique peuvent être attachées sur la face extérieure de l'enveloppe, près de l'extrémité inférieure, et/ou en des endroits plus élevés, atteignant ainsi un autre but de l'invention en réduisant les pertes d'énergie cinétique associées au frottement des surfaces extérieures de l'enveloppe.
Essentiellement, un pieu battu par la base résultant de l'invention comprend une enveloppe de métal'ou de plastique, dont l'extrémité inférieure est fermée par un sabot adéquat ou une tête de battage ou un bouchon de battage (appelé ci-dessous "sabot") battu à la profondeur requise au moyen d'un mouton agissant à l'intérieur de l'enveloppe et transmettant l'énergie cinétique directement à l'extrémité inférieure du pieu par l'intermédiaire du sabot susmentionné, l'enveloppe, dans certaines formes de pieu terminé, étant remplie de béton.
Le coup étant porté à la base de l'enveloppe, la force de battage est transmise presque instantanément au sol immédiatement sous-jacent au sabot et le coup atteint ainsi le but de l'invention qui est d'éviter de grandes pertes d'énergie qui se produisent lorsque la force du coup de battage du pieu doit être transmise par l'intermédiaire de composantes, d'une longueur considérable, du pieu ou du tube de battage temporaire ou du mandrin. Généralement, l'enveloppe est attachée au sabot et, de cette manière, l'action du mouton agissant directement sur le sabot ou indirectement, par l'intermédiaire d'un coussin de sable ou de béton relativement sec ou d'un avant-pieu, non seulement vainct la résistance du sol sous-jacent au sabot, mais tire aussi l'enveloppe vers le bas en même temps.
Il n'est pas essentiel que le sabot soit attaché en permanence à l'enveloppe, comme c'est le cas des pieux de certaines formes; un sabot non attaché ou maintenu par frottement, ou, dans une variante, un sabot de sable ou de béton relativement sec ou de matière granuleuse analogue, est requis en vue de former un pieu à base élargie ou de supprimer la dépense de l'acquisation de sabots des types normaux, consistant en béton ou en métal.
Si la longueur initiale de l'enveloppe s'avère trop courte pour atteindre une couche portante adéquate, des tronçons supplémentaires d'enveloppe peuvent être attachés par soudure sur le chantier si l'enveloppe est métallique ou par l'emploi d'adhésifs adéquats si l'enveloppe est de plastique; un excédent d'enveloppe peut être enlevé- au chalumeau si l'enveloppe est métallique, à la scie si l'enveloppe est de plastic. Après que le sabot et l'enveloppe ont été enfoncés au point où la résistance nécessaire est obtenue, et que la profondeur appropriée a été atteinte, le mouton agissant à l'intérieur de l'enveloppe est ôté. L'enveloppe peut alors, si on le désire, être remplie de béton. Avant d'introduire le bourrage de béton, une armature, ayant la forme de barres longitudinales, peut être disposée dans l'enveloppe.
Pour que l'invention puisse être clairement comprise et aisément mise en oeuvre, il est fait référence aux dessins annexés.
Les fig. 1 à 4 représentent schématiquement le battage et la for-
<Desc/Clms Page number 3>
mation d'un pieu gainé selon la présente invention, le mouton destiné à bat- tre le sabot et l'enveloppe du pieu étant actionné à partir d'un véhicule à chenilles ou par une autre méthode ordinaire de battage de pieux.
La fig. 2 représente une phase intermédiaire de l'opération du battage.
La fig. 3 représente Inachèvement du battage du sabot et de l'en- veloppe par le mouton.
La fige 4 représente l'enveloppe remplie de béton.
Dans l'agencement ci-dessus, le sabot constitue une pièce atta- chée en permanence à l'enveloppe.
Les fig. 5, 6, 7 et 8 représentent schématiquement une variante de l'invention dans laquelle le sabot de battage n'est pas attaché à l'enve- loppe ou y est maintenu par frottement.
La fig. 5 représente le commencement du battage de l'enveloppe et du sabot par un mouton actionné à l'intérieur de l'enveloppe.
Les fig. 6 et 7 représentent une phase subséquente, dans laquelle l'enveloppe et le sabot ont été battus à la profondeur désirée et une quantité prédéterminée de béton est introduite dans l'extrémité inférieure de l'enveloppe.
La fig. 8 représente la phase suivante, dans laquelle l'enveloppe est retirée d'une certaine distance, abandonnant le sabot non attaché et le béton antérieurement introduit est foulé par le mouton de manière à former une base élargie.
La fig. 9 représente une phase subséquente, dans laquelle, si on le désire,l'enveloppe est complètement remplie de béton.
La fig. 10 représente à une échelle agrandie l'extrémité inférieure de l'enveloppe et le sabot de battage associé, suivant les fig. 1 à 4.
Les fig. Il, 12, 13 et 14 représentent divers agencements de sabots qui sont employés avec le type de piou représenté fig. 5 à 9 car ils permettent la formation d'une base élargie dans le pieu. Toutefois, ces agencements peuvent aussi être employés avec une égale facilité pendant la formation du type de pieu représenté fig. 1 à 4, dans le cas où la base élargie n'est pas requise.
La fig. 15 représente schématiquement un agencement à saillies périphériques attachées à l'extérieur de 1-'enveloppe.. près de l'extrémité inférieure ou à des endroits plus élevés, avec le but de réduire les frottements agissant sur les surfaces extérieures de l'enveloppe pendant le battage, ce qui permet d'employer des enveloppes légèrement plus minces et ce qui réduit les pertes d'énergie cinétique associées aux grandes forces de frottement sur la face extérieure de l'enveloppe.
La fige 16 représente un sabot fait de béton, coulé à l'inté- rieur de l'enveloppe, des sections métalliques étant attachées intérieurement à l'enveloppe pour assurer le transfert des forces de battage du sabot de béton à l'enveloppe. Généralement,un court avant=pieu, qui est généralement recouvert, est placé sur la surface supérieure du sabot pour protéger ce dernier pendant le processus du battage.
La fig. 17 représente quelques unes des f ormes diverses des sections transversales d'enveloppes qui peuvent être utilisées pour former le pieu complet.
<Desc/Clms Page number 4>
Les fig. 18 et 19 représentent deux agencements dans lesquels le sabot est disposé complètement à l'intérieur de l'enveloppe; dans le pre- mier le sabot est fait de béton de ciment à caractéristiques foisonnantes et qui a été introduit et a fait prise dans l'extrémité inférieure de l'en- veloppe et, dans le second, un tronçon séparé de l'enveloppe reçoit un bou- chon et est ensuite soudé à l'extrémité du tronçon principal.
Les fig. 20, 21 et 22 représentent une enveloppe de pieu sur laquelle un couvercle a été monté à l'extrémité inférieure.
La fig. 23 représente un sabot pré-coulé de béton à embase, ap- te à être ajusté à l'extrémité inférieure d'une enveloppe et réalisant un j oint étanche.
Généralement, la méthode de formation du pieu consiste à bat- tre une enveloppe A, pourvue d'un sabot approprié B à la profondeur à la- quelle la résistance portante requise peut être obtenue. Le mouton C, action- né à l'intérieur de l'enveloppe, peut être ôté et l'enveloppe de pieu peut être remplie, si on le désire, de béton D, mais lorsqu'on fait usage d'enve- loppes de robustesse notable, il n'est pas toujours nécessaire de remplir l'enveloppè de béton.
Dans le cas où une base élargie E est requise, comme le montrent les fig. 8 et 9, l'enveloppe A est battue à la profondeur requise et le mou- ton C, actionné à l'intérieur de l'enveloppe A, est alors ôté et une charge initiale de béton D1 d'une consistance adéquate est introduite dans le fond de l'enveloppe; l'enveloppe est alors levée de plusieurs pieds par une trac- tion directe ou par le moyen d'un extracteur de pieu ou à l'aide d'un vérin pour abandonner le sabot B et la charge initiale de béton est alors expulsée au moyen d'un mouton C de manière à former une base élargie E. Si on le dé- sire, l'enveloppe de pieu peut être alors remplie de béton D.
Dans l'agencement selon les fig. 1 à 9, des sabots amovibles B peuvent être employés en conjonction avec l'enveloppe de pieu A ou, dans une variante,l'emploi de sabots peut être entièrement évité en bloquant l'extré- mité inférieure de l'enveloppe A par un bourrage de sable ou de béton sec ou d'une matière granuleuse analogue B1 (voir fig. 14) et par l'emploi d'une barre métallique plate F soudée diamétralement à l'enveloppe métallique et passant à travers la masse du bourrage Bl, cette barre métallique étant dis- posée de manière que sa largeur se trouve dans le même plan que l'axe longi- tudinal de l'enveloppe A et, donc, ne présente qu'un bord mince dans la di- rection verticale.
Un avantage essentiel de cette caractéristique est que la barre métallique F constitue un dispositif efficace pour la traction de l'enveloppe A vers le bas sous les coups du mouton C tout en n'offrant qu'une obstruction négligeable au passage subséquent du béton pendant la formation d'une base élargie si cette dernière phase de la formation du pieu est re- quise. Le bourrage Bl acquiert inévitablement un état compact sous les coups du mouton et empêche ainsi le fléchissement latéral de la barre métallique F et, en conséquence, atteint le but de l'invention en permettant de tirer l'enveloppe A vers le bas, sous les coups du mouton C et, en même temps, permet d'éviter la nécessité de l'emploi de sabots de béton ou de métal nor- maux ; c'est ce que représente la fig. 14.
L'emploi d'une barre métallique plate soudée diamétralement dans l'enveloppe n'est pas limité au cas où il est fait usage d'un bourrage Bl de la manière décrite dans l'alinéa précédent, mais une telle barre mé- tallique plate est également applicable à une enveloppe de pieu dans la- quelle un sabot pré-coulé B est employé et les fig. 11, 12 et 13 consti- tuent des exemples d'une telle application.
Dans certains cas,la barre métallique F peut s'étendre à tra- vers une fente J (fig. 11) dans l'extrémité emboîtée du sabot B et l'extré- mité intérieure de l'emboîtement peut être protégée par un avant-pieu K qui
<Desc/Clms Page number 5>
reçoit les coups du mouton. Dans le cas où il est fait usage d'une telle construction dans un terrain perméable aquifère, un joint étanche L peut être interposé dans l'éspace annulaire compris entre l'enveloppe A et le sabot B.
Lorsqu'il est fait usage de sabots B au lieu d'un bourrage, il est généralement préférable de faire usage de béton pour leur fabrication, mais cela n'est pas essentiel, car l'emploi de sabots de métal, par exemple, peut être envisagé.
Dans le cas où il est désirable de faire usage d'un sabot qui doit être fixé à l'extrémité inférieure de l'enveloppe, une embase G (fig.
10) peut être formée sur le sabot pour lui donner une extrémité emboitée d'un diamètre moindre que le diamètre intérieur de l'enveloppe; l'espace annulaire ainsi constitué est rempli d'un ciment foisonnant H pour fixer le sabot à l'enveloppe.
La face extérieure de l'enveloppe A peut être pourvue de saillies extérieures telles que M, qui peuvent être attachées à l'enveloppe ! ou en faire partie et servir à réduire le frottement sur les surfaces extérieures de l'enveloppe pendant l'opération du battage de celle-ci.
Des saillies métalliques telles que N peuvent être attachées à la face intérieure de l'enveloppe, dans le voisinage de la base de celle-ci sur la profondeur qui est normalement occupée par un sabot de béton durci ou un bourrage de sable ou de béton. Ces saillies assurent que les forces de battage du mouton C soient efficacement transmises du sabot B à l'enveloppe et, dans un tel agencement, on peut disposer un avant-pieu K au sommet du sabot ou du bourrage pour recevoir les coups du mouton à pieux,.
Les figo 18 et 19 représentent deux formes d'enveloppes de pieux dans lesquelles le sabot de barrage B est entièrement contenu dans l'enveloppe A, au pied de celle-ci. Dans le cas de la fig. 18, un coussin de sable Bl de béton sec est placé au sommet du sabot B pour servir d'amor- tisseur au mouton C ; toutefois,fig. 19, le coussin de sable èst remplacé par un avant-pieu K, mais le sable ou l'avant-pieu peuvent être employés au choix ou ensembleo En outre, fig. 19, des boudins circonférentiels 0 de métal soudé sont disposés intérieurement à l'enveloppe pour assurer l'existence d'un lien entre le sabot de béton durci B et l'enveloppe métallique A.
Dans une variante, l'extrémité inférieure de l'enveloppe A peut comprendre un tronçon séparé de l'enveloppe Al complètement rempli de béton durci et soudé subséquemment à l'extrémité inférieure d'une enveloppe de pieu, par exemple en A2 et, dans une telle construction, le tronçon court d'enveloppe de pieu Al peut soit être rempli de béton à l'usine, avant l'expédition au chantier à l'état prêt pour la fixation, soit être rempli de béton sur le chantier avant sa fixation à l'enveloppe.
Les fig. 20,21 et 22 représentent des exemples d'enveloppes de pieu A à l'extrémité inférieure desquelles se trouve soudé un couvercle terminal métallique P rempli de béton durci pour enfermer le sabot B et ce béton peut s'étendre dans l'enveloppe de pieu comme le montrent les fig.21 et 22. Au lieu du béton durci, dans le cas de la fig. 21, le remblai peut être de sable ou de béton sec.
La fig. 22 représente également une construction dans laquelle le sabot est logé dans un tronçon séparé de l'enveloppe de pieu A1, relié à un tronçon standard d'enveloppe de pieu A par un joint soudé A2 et, pour faciliter l'assemblage du sabot enveloppé et de l'enveloppe et pour assurer l'existence d'un joint soudé de haute résistance, une bague d'adossement Q est montée et fixée à l'intérieur du sabot enve- loppé à cet effet. Les couvercles terminaux P, qui sont appliqués à la construction représentée fig. 20, 21 et 22, sont de préférence des pièces d'acier embouti, mais ils peuvent être faits d'acier coulé.
La fig. 23 représente une forme de sabot B2, destiné à une enveloppe de pieu A, de forme généralement cylindrique, comportant un bec co-
<Desc/Clms Page number 6>
nique B3 et une partie intérieure effilée B4, le sabot s'ajustant à l'intérieur de l'extrémité de l'enveloppe de pieu A dont le bord périphérique repose sur une embase conique B5 située entre les extrémités du sabot. L'enveloppe de pieu A est façonnée'-,avec un rebord intérieur circonférentiel R ou une série de butées disposées suivant la périphérie, ou bien est munie de tels éléments. Le rebord ou les butées contribuent à rendre compact le matériau d'étanchéité L, disposé entre la face intérieure de l'enveloppe A et la paroi cylindrique du sabot, le joint étant de nature à empêcher l'entrée d'eau.
Dans ce cas de même, le sable ou le béton sec Bl forme un coussin pour recevoir le coup de mouton.
L'avantage principal des pieux battus par la base selon la présente invention est la conservation de l'énergie ainsi obtenue. Un autre avantage est que de tels pieux peuvent être battus inclinés à travers un terrain éventuellement recouvert d'eau, comme c'est le cas de jetées s'avançant dans des rivières ou dans la mer et formées d'une superstructure portée par des pieux, sans qu'il soit nécessaire de faire usage de châssis de pente pour pieux de construction ordinaire, et, dans ce cas, le mouton est guidé dans des guides fixés au châssis de pieu ou par des faux-guides ou guides pendants, portés par des haubans et par une grue, respectivement.
Dans le système décrit, du fait que mouton fonctionne à l'intérieur de l'enveloppe, il est inévitablement guidé dans la direction correcte par l'enveloppe; il s'ensuit que l'enveloppe se comporte à la manière des guides qui forment une partie obligatoire de tout appareillage ordinaire de battage de pieux.
Lorsqu'on bat des pieux verticaux, et spécialement des pieux inclinés à travers une certaine profondeur d'eau, comme par exemple lors de la construction d'une jetée s'avançant dans une rivière ou dans la mer, un appareillage ordinaire de battage de pieu requiert que les guides soient étendus jusqu'au voisinage du lit de la rivière ou du fond de la mer et cela implique généralement des difficultés considérables et l'emploi d'une installation lourde de battage de pieux, tandis qu'avec le système précédemment décrit, le mouton est guidé sur toute sa longueur à l'intérieur de l'enveloppe qui peut avoir une robustesse suffisante pour guider adéquatement le mouton qui y fonctionne; il s'ensuit que le système décrit ci-dessus écarte la nécessité de tout prolongement des guides ordinaires jusqu'au voisinage du lit de la rivière ou du fond de la mer.
REVENDICATIONS.
1. - Méthode de battage de pieux consistant à employer une enveloppe de métal ou de plastique, à fermer l'extrémkté de l'enveloppe par un sabot ou un bouchon de battage qui ne s'étend pas au-delà de la surface extérieure de l'enveloppe et à appliquer le coup de battage au-dessus de la base de l'enveloppe de pieu où la résistance au battage est concentrée dans une grande mesure.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENT IN THRESHING AND PILE CONSTRUCTION.
The present invention relates to the driving of piles and, especially, piles of the type formed by a casing, sheath or tube of metal which is permanently left in the ground and which can subsequently be filled with concrete and which has certain advantages. techniques and construction compared to driving and installing piles of other types.
During the actual formation of sheathed, driven, cast-in-place piles, or pre-cast driven piles or other types of driven piles, the pile driving stroke is applied to the pile head or to the sleeve or to the pile. 'casing or on a temporary driving tube, or, alternatively, on the head of a mandrel which indirectly communicates the driving force to the base of the pile.
In all of these methods, a considerable amount of the driving energy remains inefficient because of the losses caused by the temporary compression of the pile, the sleeve or the casing, the driving tube or the mandrel and therefore the fact that Such a large proportion of the driving energy is expended in the temporary compression of the material forming the temporary or permanent components of the pile, only a completely false indication of the safety load can be obtained.
The present invention has been conceived as a result of the consideration of this state of affairs and, in particular, its fundamental aim is to achieve maximum conservation of the energy expended during threshing.
According to the invention, in pile driving of the type described below, the pile driving stroke is applied above the base of the pile shell where the resistance to the pile driving is concentrated to a great extent, and, in such a pile driven from the base, a metal or plastic casing is employed and the end of the casing is sealed with a shoe or driving plug which does not extend beyond the outer surface of the pile. envelopeo
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention differs from that of British patent application N, 17581/50 in that the latter makes use of a shoe of larger diameter than the wrapped According to the present invention,
the need to give such a larger diameter to the shoes is avoided by giving the casing sufficient strength to withstand the increased forces acting on the casing. In addition, the use of heavier metal casings allows greater loads for a given cross section of the pile as a result of the greater fatigue allowed in the metal compared to the concrete packing.
However, in those cases where it is desirable to reduce the friction on the sides of the casing during threshing, without the need for the shoes which protrude beyond the outer surfaces of the casing. The casing, as described in Specification N 17581/50 mentioned above, peripheral protrusions may be attached on the outer face of the casing, near the lower end, and / or at higher places, reaching thus another object of the invention by reducing the losses of kinetic energy associated with the friction of the outer surfaces of the envelope.
Essentially, a bottom driven pile resulting from the invention comprises a metal or plastic casing, the lower end of which is closed by a suitable shoe or a threshing head or a threshing plug (hereinafter referred to as " shoe ") beaten to the required depth by means of a hammer acting inside the casing and transmitting kinetic energy directly to the lower end of the pile through the aforementioned shoe, the casing, in some forms of completed pile, being filled with concrete.
The blow being struck at the base of the casing, the threshing force is transmitted almost instantaneously to the ground immediately below the hoof and the blow thus achieves the object of the invention which is to avoid great losses of energy. which occur when the force of the pile driving blow has to be transmitted through components, of considerable length, to the pile or the temporary pile tube or mandrel. Usually the casing is attached to the hoof and, in this way, the action of the sheep acting directly on the hoof or indirectly, through a cushion of sand or relatively dry concrete or a pre-stake. , not only overcomes the resistance of the soil underlying the hoof, but also pulls the casing down at the same time.
It is not essential that the hoof be permanently attached to the casing, as is the case with piles of some shapes; an unattached or frictionally held shoe, or alternatively a shoe of relatively dry sand or concrete or similar granular material, is required in order to form a broad-based pile or to eliminate the expense of acquisition clogs of normal types, consisting of concrete or metal.
If the initial length of the envelope is found to be too short to achieve an adequate load-bearing layer, additional sections of the envelope may be attached by welding on the site if the envelope is metallic or by the use of suitable adhesives if the envelope is plastic; excess casing can be removed with a torch if the casing is metallic, with a saw if the casing is plastic. After the shoe and casing have been driven in to the point where the necessary resistance is obtained, and the appropriate depth has been reached, the sheep acting within the casing is removed. The envelope can then, if desired, be filled with concrete. Before introducing the concrete packing, a reinforcement, in the form of longitudinal bars, can be placed in the casing.
So that the invention can be clearly understood and easily implemented, reference is made to the accompanying drawings.
Figs. 1 to 4 schematically represent the threshing and the
<Desc / Clms Page number 3>
The operation of a jacketed pile in accordance with the present invention, the ram for threshing the shoe and the pile casing being operated from a tracked vehicle or by some other ordinary method of driving piles.
Fig. 2 represents an intermediate phase of the threshing operation.
Fig. 3 represents the incomplete threshing of the hoof and the envelope by the sheep.
Fig 4 represents the envelope filled with concrete.
In the above arrangement, the shoe constitutes a part permanently attached to the casing.
Figs. 5, 6, 7 and 8 schematically show a variant of the invention in which the threshing shoe is not attached to the casing or is held there by friction.
Fig. 5 shows the beginning of the threshing of the envelope and the shoe by a sheep actuated inside the envelope.
Figs. 6 and 7 show a subsequent phase, in which the casing and shoe have been beaten to the desired depth and a predetermined amount of concrete is introduced into the lower end of the casing.
Fig. 8 shows the next phase, in which the casing is withdrawn a certain distance, leaving the shoe unattached and the previously introduced concrete is trampled by the sheep so as to form a widened base.
Fig. 9 represents a subsequent phase, in which, if desired, the envelope is completely filled with concrete.
Fig. 10 shows on an enlarged scale the lower end of the casing and the associated threshing shoe, according to FIGS. 1 to 4.
Figs. 11, 12, 13 and 14 show various shoe arrangements which are employed with the type of shoe shown in fig. 5 to 9 because they allow the formation of an enlarged base in the pile. However, these arrangements can also be employed with equal ease during formation of the type of pile shown in FIG. 1 to 4, in case the enlarged base is not required.
Fig. 15 schematically shows an arrangement with peripheral protrusions attached to the exterior of the casing near the lower end or at higher locations, with the aim of reducing the friction acting on the outer surfaces of the casing during. threshing, which makes it possible to use slightly thinner envelopes and which reduces the losses of kinetic energy associated with the large frictional forces on the outer face of the envelope.
Pin 16 shows a shoe made of concrete cast into the interior of the casing, metal sections being attached internally to the casing to transfer the driving forces from the concrete shoe to the casing. Usually a short front = stake, which is usually covered, is placed on the top surface of the shoe to protect the shoe during the threshing process.
Fig. 17 shows some of the various forms of cross sections of casings which can be used to form the complete pile.
<Desc / Clms Page number 4>
Figs. 18 and 19 show two arrangements in which the shoe is disposed completely inside the casing; in the first the shoe is made of cement concrete with abundant characteristics and which has been introduced and made taken in the lower end of the envelope and, in the second, a separate section of the envelope receives plug and is then welded to the end of the main section.
Figs. 20, 21 and 22 show a stake shell on which a cover has been mounted at the lower end.
Fig. 23 shows a pre-cast concrete shoe with a base, able to be fitted to the lower end of a casing and forming a watertight seal.
Generally, the method of forming the pile is to beat an envelope A, provided with a suitable shoe B to the depth at which the required load-bearing strength can be obtained. The ram C, actuated inside the casing, can be removed and the pile casing can be filled, if desired, with concrete D, but when use is made of casings of noticeable robustness, it is not always necessary to fill the envelope with concrete.
In the case where an enlarged base E is required, as shown in fig. 8 and 9, the casing A is beaten to the required depth and the sheep C, actuated inside the casing A, is then removed and an initial load of concrete D1 of a suitable consistency is introduced into the bottom of the envelope; the envelope is then lifted several feet by direct traction or by means of a pile extractor or by means of a jack to release shoe B and the initial concrete load is then expelled by means of a sheep C so as to form an enlarged base E. If desired, the pile shell can then be filled with concrete D.
In the arrangement according to FIGS. 1 to 9, removable shoes B can be used in conjunction with the pile shell A or, alternatively, the use of shoes can be avoided entirely by blocking the lower end of the shell A with a tamping with sand or dry concrete or a similar granular material B1 (see fig. 14) and by the use of a flat metal bar F welded diametrically to the metal casing and passing through the mass of the stuffing B1, this metal bar being arranged so that its width is in the same plane as the longitudinal axis of the casing A and, therefore, has only a thin edge in the vertical direction.
An essential advantage of this characteristic is that the metal bar F constitutes an effective device for the traction of the casing A downwards under the blows of the hammer C while providing only a negligible obstruction to the subsequent passage of the concrete during the formation of an expanded base if this last phase of stake formation is required. The stuffing B1 inevitably acquires a compact state under the blows of the sheep and thus prevents the lateral sag of the metal bar F and, consequently, achieves the object of the invention by allowing the casing A to be pulled downwards, under the beatings of the sheep C and, at the same time, avoids the need for the use of normal concrete or metal shoes; this is what fig. 14.
The use of a flat metal bar welded diametrically in the casing is not limited to the case where use is made of a filling B1 in the manner described in the previous paragraph, but such a flat metal bar is also applicable to a pile envelope in which a pre-cast shoe B is employed and Figs. 11, 12 and 13 are examples of such an application.
In some cases, the metal bar F may extend through a slot J (fig. 11) in the interlocking end of the shoe B and the inner end of the interlocking may be protected by a front- stake K which
<Desc / Clms Page number 5>
receives the blows of the sheep. In the event that such a construction is used in a permeable aquifer, a tight seal L can be interposed in the annular space between the envelope A and the shoe B.
When using B shoes instead of stuffing, it is generally preferable to use concrete in their manufacture, but this is not essential, as the use of metal shoes, for example, can be considered.
In the event that it is desirable to make use of a shoe which is to be fixed to the lower end of the enclosure, a base G (fig.
10) can be formed on the shoe to give it a nested end of a diameter less than the inside diameter of the casing; the annular space thus formed is filled with an abundant cement H to fix the shoe to the envelope.
The outer face of the envelope A can be provided with outer projections such as M, which can be attached to the envelope! or as part of it and serve to reduce friction on the outer surfaces of the casing during the threshing operation thereof.
Metal protrusions such as N may be attached to the inner face of the casing, in the vicinity of the base thereof to the depth which is normally occupied by a hardened concrete shoe or a sand or concrete jam. These protrusions ensure that the threshing forces of the ram C are efficiently transmitted from the shoe B to the casing and, in such an arrangement, a pilot post K can be disposed at the top of the shoe or stuffing to receive the blows of the ram. pious,.
Figures 18 and 19 represent two forms of pile casings in which the barrier shoe B is entirely contained in the casing A, at the foot of the latter. In the case of fig. 18, a cushion of sand B1 of dry concrete is placed at the top of the shoe B to act as a shock absorber for the sheep C; however, fig. 19, the sand pad is replaced by a K pre-stake, but the sand or the pre-stake can be used either or together. In addition, fig. 19, circumferential tubes 0 of welded metal are arranged inside the casing to ensure the existence of a link between the hardened concrete shoe B and the metal casing A.
Alternatively, the lower end of the shell A may comprise a separate section of the shell A1 completely filled with hardened concrete and subsequently welded to the lower end of a pile shell, for example at A2 and, in Such a construction, the short section of pile casing Al can either be filled with concrete at the factory, before shipment to the site in a state ready for fixing, or be filled with concrete on the site before its fixing. to the envelope.
Figs. 20, 21 and 22 show examples of pile casings A to the lower end of which is welded a metal terminal cover P filled with hardened concrete to enclose shoe B and this concrete can extend into the pile casing as shown in fig. 21 and 22. Instead of hardened concrete, in the case of fig. 21, the backfill can be sand or dry concrete.
Fig. 22 also shows a construction in which the shoe is housed in a separate section of the pile shell A1, connected to a standard section of the pile shell A by a welded joint A2 and, to facilitate assembly of the shell shoe and of the casing and to ensure the existence of a high strength welded joint, a backing ring Q is fitted and fixed inside the shoe wrapped for this purpose. The terminal covers P, which are applied to the construction shown in fig. 20, 21 and 22, are preferably pieces of pressed steel, but they can be made of cast steel.
Fig. 23 shows a shoe shape B2, intended for a pile shell A, of generally cylindrical shape, comprising a spout co-
<Desc / Clms Page number 6>
nique B3 and a tapered inner part B4, the shoe fitting inside the end of the pile shell A, the peripheral edge of which rests on a conical base B5 located between the ends of the shoe. The pile shell A is formed with a circumferential inner rim R or a series of abutments arranged around the periphery, or is provided with such elements. The rim or the stops help to make the sealing material L, placed between the inner face of the casing A and the cylindrical wall of the shoe, compact, the seal being such as to prevent water from entering.
In this same case, the sand or dry concrete B1 forms a cushion to receive the blow of sheep.
The main advantage of the piles driven by the base according to the present invention is the conservation of the energy thus obtained. Another advantage is that such piles can be driven inclined through ground possibly covered with water, as is the case with jetties jutting out into rivers or the sea and formed of a superstructure carried by piles. , without it being necessary to make use of slope frames for piles of ordinary construction, and, in this case, the ram is guided in guides fixed to the pile frame or by false guides or hanging guides, carried by guy wires and by a crane, respectively.
In the system described, because the sheep operates inside the casing, it is inevitably guided in the correct direction by the casing; it follows that the casing behaves in the manner of the guides which form an obligatory part of any ordinary pile driving equipment.
When driving vertical piles, and especially piles inclined through a certain depth of water, as for example during the construction of a jetty jutting out into a river or the sea, ordinary pile driving equipment pile requires that the guides be extended to the vicinity of the river bed or the seabed and this usually involves considerable difficulty and the use of a heavy pile driving installation, whereas with the system previously described, the sheep is guided over its entire length inside the casing which may have sufficient strength to adequately guide the sheep which operates therein; it follows that the system described above eliminates the need for any extension of the ordinary guides to the vicinity of the bed of the river or the bottom of the sea.
CLAIMS.
1. - Pile driving method consisting of using a metal or plastic envelope, closing the end of the envelope with a shoe or a piling plug which does not extend beyond the outer surface of the pile. the casing and apply the ramming stroke above the base of the pile casing where the driving resistance is concentrated to a great extent.