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Pour assurer le fonçage de pieux, palplanches, tubages, etc. - lesquels seront, dans ce qui suit, désignés par le terme générique de "pieux"-, ou en effectuer l'arrachage:! il est connu d'associer au pieu un ensemble générateur d'impul- sions alternatives monté directement et prenant entièrement appui sur le pieu. Les impulsions produites par ledit généra- teur sont communiquées également directement au pieu et assurer soit son enfoncement, en s'ajoutant à l'effet de la pesanteur, : soit son arrachage, si l'on compense l'effet de la pesanteur et assure une traction ascendante par tout moyen approprié...
Avec ce mode de fonçage ou d'arrachage, des résultats avantageux ont été obtenus en ménageant au générateur d'impul- sions, toujours monté directement sur le pieu, une certaine liberté de mouvement par rapport au pieu. Cette liberté de mou- vement, si elle est limitée, dans une direction au moins,
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permet de transformer ces 1<. Fi: ....,.;-ons en. ,::--.:.t;:U ou percussions. Des procédés et dispositifs f.l;.jt:l ô1',.rr'r ,,-i:1:. les opéra'-.ions de fonçage et d'arrachage ent été décri:.; dans le brevet belge n 542.802 du 16 novembre 1955.
La présente invention a pour objet des perfectionne- ments aux dispositifs de fonçage et d'arrachage de ce genre en mettant en oeuvre d'une façon générale les chocs ou percus- sions résultant de la transformation d'impulsions fournies par un générateur monté sur le pieu. Ces perfectionnements, permet- tant d'accroître la puissance, l'efficacité et la. fréquence des chocs utiles, améliorent le rendement et augmentent les possibilités de fonçage et d'arrachage dans.les positions verticales, inclinées ou horizontales.
Selon ces perfectionnements, le dispositif de fonça- ge et d'arrachage est caractérisé en ce que, entre le généra- teur de percussions et un appui solidaire du pieu, à l'opposé de la zone d'application des percussions, est disposé un organe élastique amortissant, absorbant et récupérant les im- pulsions produites dans le sens opposé à celui de l'effet recherché. Par ailleurs la masse du générateur d'impulsions peut être variable et réglable.
En particulier l'organe élastique est formé d'un ou plusieurs ressorts. Pour régler la tension de ce ou ces ressorte un vérin est interposé entre ceux-ci et leur appui solidaire. du pieu. Ce vérin peut être actionné en cours de fonctionnement et permet ainsi, en marche, de régler le ressort en vue d'ob- tenir la fréquence la plus efficace des percussions et leur effet optimum.
Le dispositif selon l'invention peut s'adapter aux pieux de formes et de longueurs diverses ainsi qu'aux diffé- rents terrains où ils doivent être foncés. Il peut ainsi rem- placer toute une gamme d'appareils de types et puissances dif-
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férents, assurant lU'le grande S"111pliìcat.'tp':l de l'outillage et du transport du. matériels Les dessins annexas j;ont,:t'en1.. il i = t:"3 d y exemples divers modes de mise en oeuvre du dispositif salon l'invention.
La figure 1 montre l e dispositif à action élastique réglable pendant le fonçage.
La figure 2 montre l'utilisation du Blême dispositif pendant l'arrachage.
La figure 3 montre son utilisation en forage hori- zontal.
La figure 4 est une vue en coupe d'un appareil de battage selon l'invention.
Sur la, figure 1, 1 désigne le générateur d'iimpul- sions, qui est, de préférence, une machine à volants et balourds du type décria dans le brevet précité. Ce générateur 1 est utilisé pour l'enfoncement d'un élément quelconque, par exemple la palplanche 2. 3 est le casque de battage, soli- daire d'un vérin 4. Entre le vérin 4 et le générateur d'impul- sions 1, on place, selon l'invention, un ressort 5. La longueur du ressort 5 et donc sa tension, sont réglées de façon à per- mettre les fréquences de battage les plus favorables en accord avec les caractéristiques du terrain et de la palplanche, et pendant l'enfoncement de cette dernière.
Une pièce 6, solidaire du générateur d'impulsions 1, se soulève quand la force centrifuge donnée par la rotation des volants à balourds du générateur 1 est supérieure à la tension du ressort 5 et au poids du générateur. Donc, à chaque position du vérin 4, à laquelle correspond une tension bien déterminée du ressort, correspond également une vitesse minimum du géné- rateur pour laquelle il y a soulèvement de celui-ci et effort de percussion sur le casque de battage 3. Si donc on veut, en cours de fonçage, augmenter les efforts minimum de percussion produits par le générateur 1, c'est-à-dire augmenter la vitesse
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En d'autres termes, si la tension du ressort: est supérieure à la force centrifuge du générateur, la palplanche 2 ne subit que les impulsions alternatives normales données par cette force centrifuge. La percussion apparaît quand la force centrifuge dépasse la tension du ressort et à partir du moment où deviennent suffisamment importants les frottements dus au terrain, sur Isolément à enfoncer.
Le ressort à tension réglable que, selon l'invention, il a été reconnu très avantageux de disposer ainsi de façon convenable, entre le casque de battage 3 solidaire de l'élément à enfoncer 2 et le générateur d'impulsions 1, a pour objet - en dehors de la possibilité qu'il donne d'augmenter la fréquence de battage pour une masse déterminée de la partie en mouvement- d'augmenter la force de percussion pendant le battage en resti- tuant l'énergie emmagasinée à la remontée, et de récupérer et restituer l'énergie de rebondissement due à l'élasticité de l'élément à enfoncer. On arrive ainsi à obtenir des efforts de percussion bien supérieurs aux efforts alternatifs donnés par le générateur d'impulsions.
Le casque 3 comporte des colonnes 7 reliées rigide- ment à une plaque d'appui 8, dans laquelle est inséré le vérin 4. Le générateur d'impulsions 1 peut glisser le long des colon- nes 7 par ses flasques de guidage 9.
Pour l'arrachage d'un élément quelconque enfoncé dans le sol, on utilise le même dispositif en position retournée (fig.2). Avec ce dispositif l'arrachage du pieu peut être obte- nu sans traction auxiliaire, la traction ne devenant nécessaire qu'à partir du moment où le frottement du pieu dans le sol est insuffisant pour compenser le poids du pieu. Cet avantage est
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important)car il évite la sise en oeuvre de moyens de traction lourds et onéreux; il est part'.entièrement appréciable dans les travaux en site aquatique.
Dans le cas où on a à opérer un fonçage horizontal, celui d'un tubage par exemple; on procède, selon l'invention, en utilisant un dispositif analogue à celui montré par la figure 3, dans laquelle 2 est l'élément à enfoncer (un tubage), 1 le générateur d'impulsions, 3 le casque de battage, 4 le vérin, 5 le ressort, 7 les tiges de guidage, l'ensemble roulant par les galets 10 sur les rails 11, et 12 un vérin complémen- taire.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante :
Au début de l'opération de fonçage, le vérin 12 rem- place l'effet de la pesanteur qui agit dans le cas des opéra- tions de fonçage vertical ou incliné.
A partir du moment où l'élément à enfoncer a suffisam- ment pénétré dans le terrain pour que l'effet du frottement de ce dernier sur cet élément en empêche un retour appréciable, l'action du vérin 12 n'est plus nécessaire et l'enfoncement du dit élément se poursuit sous l'effet des percussions vers le terrain, suivant un mode de fonctionnement analogue à celui décrit pour l'arrachage.
Etant donnée l'importance des forces qu'il est possi- ble de mettre en jeu par l'utilisation du générateur d'impul- sions et de la percussion, il s'est avéré avantageux de prévoir un organe intermédiaire transmetteur de la percussion à l'élé- ment à enfoncer. De préférence, cet organe transmetteur des forces de percussion est à élasticité ou à compressibilité réglable.
La figure 4 montre la réalisation d'un appareil de fonçage ou battage selon l'invention mettant en oeuvre les dif- férents dispositifs dont il a été question ci-avant.
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1 est le générateur à.Îi##>1;ilsions à - !.-3.-::re vol<lr.1;s à balourds 20 entraînés par le,- r..=f: u ;l et t.i8;?.')[ és B.1ec J.e-c:uJ axes orthogonaux, ces axes étant situas dans @eux plans diffe- rents superposés pour permettre de diminuer l'encombrement de l'appareil en largeur. Le fonctionnement et les possibilités de l'appareil sont les mêmes que ceux décrits dans les brevets précités. En particulier, on peut provoquer, si on le désire, en plus de la percussion verticale, un mouvement de rotation alter- natif horizontal, étant entendu que les expressions "vertical" et "horizontal" devraient être remplacées par : suivant l'axe du pieu ou perpendiculairement à cet axe, dans le cas du fonçage de pieux inclinés.
2 est le pieu à enfoncer, 3 le casque de battage fixé au pieu par un dispositif de serrage 22. En 23 est le matelas à élasticité réglable interposé entre le générateur d'impulsions 1 et le casque 3. Ce matelas est en caoutchouc avec cavité intérieure.
Le ressort 5 peut être du type spirale comme repré- senté ou à rondelles Belleville. Sa tension peut varier de 1 à 10 tonnes dans un modèle déterminé.
Pour modifier le poids de la partie mobile, des contrepoids ou masses additionnelles réglables par exemple compo- sés d'anneaux en métal lourd 24, sont prévus.
L'ensemble des dispositifs amortisseurs élastiques et réglables décrits et représentés peut être remplacé par un dispositif hydraulique ou analogue. Un tel dispositif permet d'ailleurs, par simple réglage initial, d'effectuer sans retour- nement aussi bien les opérations d'arrachage que celles de fonçage'.