Procédé de réalisation d'ouvrages en béton armé tels que galeries souterraines, tunnels routiers, etc. ; éléments en béton préfabriqués pour la réalisation de tels
ouvrage s .
La présente invention se rapporte à la réalisation d'ouvrages en béton armé tels que galeries souterraines, tunnels routiers, tunnels pour métros, pertuis, bâtiments préfabriqués, etc. à l'aide d'éléments préfabriqués.
L'exécution de ces ouvrages à l'aide d'éléments préfabriqués donne lieu à une difficulté étant donné que d'une manière générale, d'une part,le poids des éléments est très important, et que d'autre part, l'encombrement de ces éléments rend difficile, voire impossible, le transport par convoi routier.
Le but de la présente invention est de remédier à cette difficulté, d'alléger au maximum
et de réduire les dimensions extérieures de ces éléments préfabriqués tout en conservant un parachèvement intérieur aussi proche que possible du parachèvement final et de permettre ainsi l'exécution du procédé dans des conditions particulièrement économiques.
En vue de la réalisation de ce but, le procédé objet de l'invention est caractérisé essentiellement en ce que l'on utilise en les juxtaposant des éléments de construction préfabriqués (appelés
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dans un état se rapprochant le plus possible de l'état parachevé tandis que la face extérieure comporte des aspérités exécutées afin de permettre une collaboration ultérieure avec un béton d'apport qui est coulé de manière à enrober des armatures extérieures en acier rendues solidaires de l'élément ("prêcadre") en réalisant ainsi un cadre monolithique fini dont la résistance est nettement supérieure à celle du précadre initialement mis en place.
Dans la mise en pratique du procède, les armatures extérieures sont rendues solidaires de l'élément préfabriqué ("précadre") avant la mise en place de l'élément préfabriqué.
Une particularité essentielle de l'invention est l'élément en béton armé préfabriqué,en lui-même, dénommé "précadre", caractérisé en ce qu'il est constitué par un cadre dont la surface intérieure est en substance lisse se rapprochant le plus possible de l'état prévu
de parachèvement tandis que la face extérieure est munie
<EMI ID=2.1>
boration avec un béton d'apport, cet élément ("précadre") étant muni d'armatures extérieures rendues solidaires
<EMI ID=3.1>
Ci-après on décrira plus en détail en se référant aux dessins annexés, ces éléments préfabriqués ainsi que le mode d'exécution du procédé.
Sur les dessins ci-joints :
les figures 1, 2, 3 sont des vues en perspective montrant différentes réalisations de l'élément dit "précadre" ;
les figures 4 et 5 sont des vues illustrant la mise en place des éléments dans une fouille ; la figure 6 est relative à une variante d'élément "précadre" ;
les figures 7 et 8 montrent comment peut s'effectuer l'assemblage entre les "précadres" ; la figure 9 est une vue plus détaillée relative à la réalisation du "précadre".
L'élément "précadre" est un bloc creux
1 réalisé avec des parois en béton armé les plus minces possibles, c'est-à-dire dans la pratique de 5 à 15 cm d'épaisseur (figure 1).
La face intérieure 2 du précadre 1 est coulée généralement lisse autour d'un moule et de toute manière présente un aspect aussi proche que possible de l'aspect fini souhaité.
Par contre, la face extérieure est réalisée en béton rugueux soit sans coffrage extérieur, soit avec un coffrage comportant des irrégularités ou des empreintes aboutissant à créer une surface non lisse comportant des rugosités 3 (figures 1 et 9) .
En outre, la face extérieure (figure 9) comporte des armatures d'attente 4 et/ou des douilles d'ancrage 5 avec tiges filetées 9 et/ou des plaques métalliques 6 avec des doguets 7 et des cavaliers 10 ce qui permet de mettre en place après durcissement du béton et décoffrage du béton préfabriqué des armatures périphériques 8 qui seront fixées sur les armatures d'attente 4, sur les tiges filetées 9 ou sur les cavaliers 10.
Cette dernière opération peut être réalisée dans l'usine de préfabrication ou sur le chantier, avant la mise en oeuvre des éléments.
Etant donné que ces éléments sont destinés à être poses sur le sol nivelé 11 (figure 4), en surface du terrain ou dans une fouille 12 (figure 4), le futur radier 13 du "précadre" peut être réalisé dans son épaisseur définitive alors que les autres parois sont exécutées en faible épaisseur comme expliqué ci-dessus (figure 2) .
Le radier 13 comporte alors desexcroissances
14 à l'extérieur des parois verticales avec des armatures verticales 15 ancrées dans ces mêmes excroissances (figure 2).
Ceci permet d'éviter le bétonnage ultérieur entre la partie horizontale inférieure 16 du "précadre" (figure 5) et le niveau 11 du terrain, bétonnage qui peut éventuellement être rendu assez difficile si l'épaisseur complémentaire à bétonner est faible.
Par contre un "précadre" réalisé comme représenté à la figure 2 pèsera plus lourd et sera plus encombrant qu'un élément semblable suivant la figure 1.
Ce sont finalement des considérations de poids, de facilité de bétonnage et de mise en oeuvre qui guideront le choix entre ces deux types de "précadres"
Lorsque la portée horizontale de la toiture du "précadre" devient trop grande pour être franchie par une dalle de 5 à 15 cm d'épaisseur par exemple,
des étais provisoires 17 peuvent être prévus pour réduire cette portée (figure 2).
Ces étançons 17 seront maintenus en place pendant l'exécution du béton d'apport extérieur 18
(figure S) et ne seront enlevés qu'après durcissement de ce même béton jusqu'à ce qu'il ait atteint une résistance suffisante.
La figure 3 montre un "prêcadre" 1 comportant des éléments de finition intérieurs 19, en l'occurrence des éléments de quais pour une station de métro, les garde-corps de sécurité et les revêtements de parachèvement sur les sols, murs et plafonds. La figure 5 montre comme un "précadre" 1 peut être mis en place dans une fouille 12 comportant une paroi verticale blindée 20, par des palplanches
21 par exemple et une autre paroi 22 en talus assez raide compte tenu de la cohésion du terrain.
Dans une telle exécution : à l'aide d'une grue avec un palonnier 23 , le "précadre" 1 est mis en place au fond de la fouille 12. Il est réglé sur
quatre vérins 24 posés sur le fond de la fouille qui permettent d'assurer la mise en place du "précadre" avec toute la précision requise.
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réglé, des calages en bois, béton ou acier sont mis en place et coincés entre le "précadre" et le niveau d'assise sur le sol en permettant ainsi d'enlever et de récupérer les vérins de réglage.
Le bétonnage de seconde phase 18 (figure 5) est alors entrepris en noyant ces éléments de calage dans la masse de béton.
Les vérins provisoires peuvent être remplacés par des vérins-sacs perdus qui sont injectés d'un coulis de ciment pour assurer le réglage correct du "précadre" ; ces vérins ne nécessitent plus des dispositifs de calage et sont noyés dans la masse de béton , coulée sur le chantier à l'extérieur du "précadre".
Suivant la figure 5, ce béton de seconde phase sera coulé en dessous du précadre, de part et d'autre de celui-ci et au-dessus de celui-ci.
La figure 4 montre un "précadre" conforme à la figure 2 mis en place au fond d'une fouille 12 comportant un talus assez raide 22 et un autre talus 25
à faible pente.
Lorsque le talus 22 est raide, voire vertical
(20), le béton de seconde phase 18 sera mis en oeuvre entre ce talus et le "précadre".
Du côté du talus à faible pente 25, pour éviter de mettre en oeuvre des quantités de béton trop importantes, un coffrage vertical 26 (figure 4) est mis en place avec des appuis sur le talus. Ce coffrage 26 est récupérable après durcissement du béton.
Les figures 1 à 5 montrent des "précadres" de forme rectangulaire.
Il est bien entendu toutefois que ces "précadres" peuvent être d'une forme généralement quelconque comportant notamment des parties arrondies
(figure 6).
La figure 6 montre un élément de prëcadre typique pour la réalisation d'abris souterrains, de tunnels ou de stations de métro.
Les différents "précadres" sont mis en oeuvre sur le terrain 11 préalablement nivelé et sont juxtaposes de manière à réaliser l'ouvrage dans son ensemble.
Pour réaliser l'étanchéité éventuelle et la continuité entre les éléments, suivant l'invention il
est prévu de réaliser le bétonnage 18 de seconde phase
à cheval sur le joint 28 avec une armature éventuelle
de recouvrement 29 conformément à ce que montre la figure 7.
Chacun des deux "précadres" voisins peut comporter des armatures en attente 29 qui se recouvrent lors de la mise en oeuvre comme le montre la figure 8.
L'étanchéité éventuelle requise entre ces éléments est réalisée par des joints 30 périphériques
en matière compressible placés entre les "précadres" complétés éventuellement par deux rainures périphériques inversées 31 (figure 7) ou qui s'emboîtent (figure 8).
Dans le cas de la figure 7, cette rainure
31 est injectée d'un coulis de ciment 33 après réglage des éléments et durcissement du béton de seconde phase 18.
Dans le cas de la figure 8, ces rainures et excroissances agissent comme un tenon et une mortaise assurant un réglage automatiquement correct entre le nouvel élément mis en place et celui, en amont, qui est déjà réglé.
L'assemblage entre les éléments juxtaposés peut également se faire par des boulons 34 reliant des cornières métalliques 35 ancrées dans chacun des éléments juxtaposés.
Le béton d'apport peu\. être un béton classique composé de sable, gravier, ciment et eau ou un matériau spécial par exemple un matériau isotrope durcissable tel qu'un mélange de bentonite, de ciment et
d'eau.
Le matériau d'apport peut aussi comporter des fibres, résistant à la traction, en acier, verre, amiante ou autre matériau.
REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'ouvrages en béton armé tels que tunnels routiers, galeries souterraines, tunnels pour métros, pertuis, bâtiments et autres ouvrages du même genre, caractérisé en ce que l'on utilise enles juxtaposant, des éléments de construction préfabriqués (appelés "précadres") en forme de blocs creux (1) dont la surface intérieure (2) est lisse
et dans un état se rapprochant le plus possible de l'état parachevé tandis que la face extérieure comporte des aspérités ou rugosités (3) exécutées afin de permettre une collaboration ultérieure avec un béton d'apport extérieur (18) qui est coulé de manière à enrober des armatures extérieures (8) en acier rendues solidaires
de l'élément ("précadre ") en réalisant ainsi un cadre monolithique fini dont la résistance est nettement supérieure à celle du précadre initialement mis en place.
Method of making reinforced concrete structures such as underground galleries, road tunnels, etc. ; precast concrete elements for the realization of such
works .
The present invention relates to the production of reinforced concrete structures such as underground galleries, road tunnels, metro tunnels, trenches, prefabricated buildings, etc. using prefabricated elements.
The execution of these works using prefabricated elements gives rise to a difficulty given that in general, on the one hand, the weight of the elements is very important, and that on the other hand, the the size of these elements makes it difficult, if not impossible, to transport by road convoy.
The purpose of the present invention is to remedy this difficulty, to lighten as much as possible
and to reduce the external dimensions of these prefabricated elements while maintaining an internal finish as close as possible to the final finish and thus allow the execution of the process under particularly economical conditions.
With a view to achieving this aim, the process which is the subject of the invention is essentially characterized in that prefabricated building elements (called
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in a state as close as possible to the finished state while the outer face has rough edges executed in order to allow a later collaboration with a filler concrete which is poured so as to coat external steel reinforcements made integral with the 'element ("preadframe") thereby achieving a finished monolithic frame whose resistance is significantly greater than that of the pre-frame initially put in place.
In putting the process into practice, the external reinforcements are made integral with the prefabricated element ("pre-frame") before the installation of the prefabricated element.
An essential feature of the invention is the precast reinforced concrete element, in itself, called "pre-frame", characterized in that it is constituted by a frame whose inner surface is substantially smooth as close as possible expected state
finishing while the outer face is provided
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boration with filler concrete, this element ("pre-frame") being provided with external reinforcements made integral
<EMI ID = 3.1>
Below we will describe in more detail with reference to the accompanying drawings, these prefabricated elements as well as the mode of execution of the method.
On the attached drawings:
Figures 1, 2, 3 are perspective views showing different embodiments of the element called "pre-frame";
Figures 4 and 5 are views illustrating the placement of the elements in a search; Figure 6 relates to a variant element "precadre";
Figures 7 and 8 show how can be done the assembly between the "pre-frames"; Figure 9 is a more detailed view relating to the realization of the "frame".
The element "pre-frame" is a hollow block
1 made with the thinnest reinforced concrete walls possible, that is to say in practice 5 to 15 cm thick (Figure 1).
The inner face 2 of the pre-frame 1 is cast generally smooth around a mold and in any case has an appearance as close as possible to the desired finished appearance.
On the other hand, the external face is made of rough concrete either without external formwork, or with a formwork comprising irregularities or indentations leading to creating a non-smooth surface comprising roughness 3 (Figures 1 and 9).
In addition, the external face (FIG. 9) has waiting reinforcements 4 and / or anchor sockets 5 with threaded rods 9 and / or metal plates 6 with doguets 7 and jumpers 10 which makes it possible to place in place after hardening of the concrete and stripping of the precast concrete of the peripheral reinforcements 8 which will be fixed on the waiting reinforcements 4, on the threaded rods 9 or on the jumpers 10.
This last operation can be carried out in the prefabrication plant or on the site, before the elements are implemented.
Since these elements are intended to be placed on the leveled ground 11 (figure 4), on the surface of the ground or in an excavation 12 (figure 4), the future slab 13 of the "precadre" can be made in its final thickness then that the other walls are made in thin thickness as explained above (Figure 2).
The raft 13 then has growths
14 outside the vertical walls with vertical reinforcements 15 anchored in these same protuberances (Figure 2).
This makes it possible to avoid subsequent concreting between the lower horizontal part 16 of the "pre-frame" (FIG. 5) and the level 11 of the ground, concreting which can possibly be made quite difficult if the additional thickness to be concreted is small.
On the other hand, a "frame" produced as shown in FIG. 2 will weigh heavier and will be more bulky than a similar element according to FIG. 1.
It is ultimately considerations of weight, ease of concreting and implementation that will guide the choice between these two types of "pre-frames"
When the horizontal span of the "precadre" roof becomes too large to be crossed by a slab 5 to 15 cm thick, for example,
provisional stays 17 can be provided to reduce this range (Figure 2).
These props 17 will be held in place during the execution of the external filler concrete 18
(Figure S) and will only be removed after hardening of the same concrete until it has reached sufficient strength.
FIG. 3 shows a "pre-frame" 1 comprising interior finishing elements 19, in this case platform elements for a metro station, security railings and finishing coatings on floors, walls and ceilings. FIG. 5 shows how a "pre-frame" 1 can be put in place in a dig 12 comprising an armored vertical wall 20, by sheet piles
21 for example and another wall 22 with a fairly steep slope taking into account the cohesion of the terrain.
In such an execution: using a crane with a lifting beam 23, the "pre-frame" 1 is placed at the bottom of the excavation 12. It is set to
four cylinders 24 placed on the bottom of the excavation which ensure the establishment of the "frame" with all the required precision.
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adjusted, wooden, concrete or steel wedges are put in place and wedged between the "front frame" and the level of the seat on the ground, thus making it possible to remove and recover the adjustment cylinders.
The second phase concreting 18 (Figure 5) is then undertaken by drowning these wedging elements in the mass of concrete.
The temporary jacks can be replaced by lost bag jacks which are injected with a cement grout to ensure the correct setting of the "pre-frame"; these jacks no longer require wedging devices and are embedded in the mass of concrete, poured on the site outside the "frame".
According to FIG. 5, this second phase concrete will be poured below the pre-frame, on either side of it and above it.
FIG. 4 shows a "pre-frame" in accordance with FIG. 2 placed at the bottom of an excavation 12 comprising a fairly steep slope 22 and another slope 25
with a slight slope.
When the slope 22 is steep, even vertical
(20), the second phase concrete 18 will be used between this embankment and the "precadre".
On the side of the slope with a slight slope 25, to avoid using excessive quantities of concrete, a vertical formwork 26 (FIG. 4) is put in place with supports on the slope. This formwork 26 is recoverable after hardening of the concrete.
Figures 1 to 5 show "frames" of rectangular shape.
It is understood, however, that these "pre-frames" may be of any general shape, including in particular rounded parts.
(figure 6).
Figure 6 shows a typical pre-frame element for the construction of underground shelters, tunnels or metro stations.
The different "pre-frames" are implemented on the ground 11 previously leveled and are juxtaposed so as to produce the structure as a whole.
To achieve the possible seal and continuity between the elements, according to the invention there
second phase concreting 18 is planned
straddling joint 28 with a possible reinforcement
cover 29 in accordance with what FIG. 7 shows.
Each of the two neighboring "pre-frames" may include waiting reinforcements 29 which overlap during implementation as shown in FIG. 8.
Any sealing required between these elements is achieved by peripheral seals 30
in compressible material placed between the "pre-frames" possibly supplemented by two inverted peripheral grooves 31 (FIG. 7) or which fit together (FIG. 8).
In the case of FIG. 7, this groove
31 is injected with a cement grout 33 after adjustment of the elements and hardening of the second phase concrete 18.
In the case of FIG. 8, these grooves and protrusions act like a tenon and a mortise ensuring an automatically correct adjustment between the new element put in place and that, upstream, which is already adjusted.
The assembly between the juxtaposed elements can also be done by bolts 34 connecting metal angles 35 anchored in each of the juxtaposed elements.
Filler concrete little \. be a conventional concrete composed of sand, gravel, cement and water or a special material for example an isotropic hardening material such as a mixture of bentonite, cement and
of water.
The filler material may also include fibers, tensile strength, steel, glass, asbestos or other material.
CLAIMS
1. Method for making reinforced concrete structures such as road tunnels, underground galleries, metro tunnels, sluices, buildings and other similar structures, characterized in that prefabricated construction elements are used in juxtaposition ( called "pre-frames") in the form of hollow blocks (1) whose interior surface (2) is smooth
and in a state as close as possible to the finished state while the outer face has roughness or roughness (3) executed to allow subsequent collaboration with an external filler concrete (18) which is poured so as coat steel external frames (8) made integral
of the element ("pre-frame"), thereby producing a finished monolithic frame whose resistance is much higher than that of the pre-frame initially put in place.