Procédé de réalisation d'ouvrages en béton armé tels que galeries souterraines, tunnels routiers, etc. ; éléments
en béton préfabriqués pour la réalisation de tels
ouvrages.
La présente invention se rapporte à des améliorations et à des modifications apportées au procédé décrit et mis sous protection dans le brevet principal.
Ces perfectionnements concernent d'une manière spéciale le procédé de mise en oeuvre des éléments préfabriqués ("précadres") notamment dans le cas de tranchées réalisées au préalable dans le terrain sous boue thixotropique.
Le but est de permettre la mise à exécution du procédé selon le brevet principal particulièrement lorsque la galerie souterraine doit être réalisée en site urbain, dans des rues ou des artères par exemple, et donc à proximité des immeubles existants.
Dans un tel cas, il n'est généralement pas possible d'exécuter une fouille avec talus, car la largeur de l'artère ne le-permet pas.
Il est rarement possible d'exécuter une fouille blindée avec des palplanches par exemple, car le battage de ces palplanches constitue une nuisance pour la population habitant ce quartier. D'autre part, ce battage engendre généralement des tassements importants et inadmissibles des bâtiments immédiatement voisins de
la fouille exécutée.
La technique actuellement connue consiste à exécuter des fouilles blindées ou des parois longitudinales en béton moulées dans le sol sous boue thixotropique. Ces deux techniques nécessitent l'exécution successive des parois puis de la toiture et du radier qui viennent relier les parois longitudinales. L'exécution de tels travaux dure longtemps et gêne donc considérablement la population voisine pendant une longue période difficilement acceptable par elle.
La présente invention a pour but de proposer un procédé original de mise en oeuvre rapide d'éléments préfabriqués de la future galerie sans engendrer les inconvénients précités.
Le procédé suivant le perfectionnement est caractérisé essentiellement en ce que, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du futur tunnel, on exécute des fouilles successives en substance rectangulaires et jointives ; on descend dans chaque fouille successivement au moins un précadre tel que défini
dans la revendication 3 du brevet principal, en le positionnant de manière qu'il soit juxtaposé à l'élément de galerie précédemment réalisé ; on bétonne ensuite l'extérieur du précadre et on effectue un remblayage
de l'espace restant de la fouille, par un matériau de remplissage tel que du gravier, du sable ou de la terre.
Afin de bien faire comprendre l'invention on
en donnera ci-après à titre d'exemple non limitatif
une description en se référant aux dessins dans lesquels:
La figure 1 est une vue horizontale du chantier de mise en oeuvre à proximité d'immeubles. La figure 2 montre une coupe verticale transversale dans laquelle sont montrées les caractéristiques essentielles du procédé de mise en oeuvre. La figure 3 montre une coupe verticale longitudinale relative au même procédé lors de la mise en oeuvre d'un élément de précadre. La figure 4 montre une autre coupe verticale concernant ce même procédé lors du creusement d'une nouvelle fouille transversale contre l'élément préfabriqué qui vient d'être mis en place.
Les figures 5, 6 et 7 montrent des détails
des joints et des dispositifs de réglage entre deux éléments adjacents.
La figure 8 montre un dispositif de suspentes obliques pour réaliser des appuis intermédiaires dans des éléments de grande portée. La figure 9 montre une coupe horizontale dans les piedroits de deux éléments adjacents.
Le procédé de mise en oeuvre des précadres
sous boue thixotropique comporte un certain nombre de phases d'exécution très particulières qui seront exposées
<EMI ID=1.1>
manière simple et originale aux buts poursuivis.
Un avantage particulier est que la technique proposée permet de supprimer la fiche des murs longitudinaux.
Depuis le niveau initial du terrain, on réalise d'abord de part et d'autre de la fouille à exécuter
(excaver) un muret-guide 1 en béton armé sur une profondeur de un à deux mètres environ. Ce muret-guide est généralement complété par une dalle en béton armé 2 destinée à servir de chemin de roulement au portique 3 qui sera installé,par la suite. Suivant les nécessités, ce muret-guide 1 incorporera un caniveau 3S (figure 2) pour les canalisations urbaines.
Tel que représenté à la figure 1, le chantier progresse dans le sens de la flèche 78.
Les précadres 4 sont préfabriqués en usine conformément aux indications du brevet principal. Ils sont ensuite acheminés jusqu'au chantier de mise en oeuvre où ils sont stockés en nombre suffisant (figure 1).
Conformément aux indications du brevet précité, des armatures complémentaires 5 sont fixées à ce précadre en usine ou sur chantier. Ces armatures 5
sont disposées du côté amont du précadre 4 par rapport à un épaulement 8 dont il sera question ci-après de manière à recouvrir un élément 32 en amont déjà mis en place jusqu'à son propre épaulement 8 (figure 3).
Ces armatures complémentaires 5 couvriront donc les joints entre les éléments 4 mis en oeuvre, assurant ainsi une continuité de la future galerie après le bétonnage complémentaire.
L'épaisseur du radier est éventuellement augmentée par un apport de béton incorporant les armatures supplémentaires S et réalisant ainsi un radier 6 en béton armé coulé sur le chantier.
Pour diminuer la consommation de bentonite et éviter le nettoyage ultérieur de l'intérieur de la galerie, les précadres 4 comportent en outre deux parois souples 7 de fermeture fixées sur la périphérie du précadre en amont et en aval. Ces parois 7 sont constitues d'un matériau essentiellement perméable à l'eau mais étanche aux matières en suspension dans l'eau. On pourra employer par exemple un matériau en polyester non tissé. Cette paroi souple 7 est maintenue en place entre deux treillis métalliques 31 suffisamment rigides qui sont fixés à la périphérie du précadre 4 et sur
les étais provisoires 30 éventuels.
Certains éléments 32 comportent une paroi souple 7 et une paroi rigide étanche 33 généralement réalisée en béton.Ceci permettra d'isoler ultérieurement un tronçon de plusieurs éléments 4 à l'amont de l'élément 32.
Le précadre 4 comporte en général deux épaulements 8 en béton armé vers l'extérieur et au milieu
des deux parois verticales ainsi que sur la toiture
de l'élément.
Ces épaulements 8 en béton armé sont soit préfabriqués en usine en même temps que le précadre 4, soit exécutés sur le chantier en même temps que le complément éventuel de radier 6, en particulier si le gabarit autorisé pour les transports routiers ne permet pas
leur préfabrication en usine.
Ces épaulements 8 permettent la fixation latérale de suspentes 9 rigides en acier constituées soit 3'une poutrelle métallique, soit de préférence d'un élément en acier en forme de U destiné à l'exécution
ie pieux de fondation en acier. A l'intérieur du U, un élément 25 tubulaire en toile souple et perméable est fixé sur toute la hauteur. Ce boudin 25 est obturé à sa partie inférieure (figure 9).
Les suspentes 9 sont fixées au précadre et ont une longueur suffisante pour pouvoir être accrochées et suspendues au portique 3 de mise en oeuvre.
Comme montré sur les figures 3 et 4, les épaulements 8 de la toiture de chaque précadre 4 comportent des encoches 34 rectangulaires qui permettront d'y déposer la base d'un batardeau 80 dont il sera question plus loin.
Des tôles 10 (figures 2 et 9) perforées de trous ronds de petit diamètre, sont fixées aux armatures 5 avec des dispositifs d'écartement pour constituer la future paroi de coffrage perdu des pieds droits du tunnel à exécuter en évitant ainsi la pollution du béton d'apport par des éboulements de terre éventuels. Cette tôle 10 peut éventuellement être profilée et collaborante.
Ces tôles 10 ont une longueur suffisante pour atteindre au minimum le niveau supérieur 22 des éléments 4 mis en oeuvre.
Les précadres ainsi préparés sont prêts à être mis en oeuvre dans la fouille exécutée sous boue thixotropique.
Une caractéristique importante de l'invention est que cette fouille sous boue thixotropique s'exécute par tranchées transversales perpendiculaires à l'axe du tunnel à réaliser, à l'aide d'une grue 79 munie d'une benne spéciale 70 telle que celles utilisées pour l'exécution de parois en béton moulées dans le sol sous boue thixotropique. Toutefois dans le présent procédé, cette benne 70 aura généralement des dimensions nettement
plus grandes que celles des bennes utilisées actuellement, et ceci par suite de la grandeur de chaque
fouille successive.
Un muret-guide transversal 85 amovible, généralement en acier, est placé dans des encoches 86 prévues dans les murets-guides 1.
En effet, les fouilles ou tranchées ont une largeur correspondant à la distance entre deux muretsguides 1 parallèles à l'axe longitudinal du futur tunnel.
Dans la pratique, cette largeur variera d'environ cinq
à quinze mètres.
La longueur de ces fouilles successives suivant l'axe du futur tunnel à réaliser sera par contrè assez réduite. Dans la pratique, cette longueur aura environ deux à trois mètres. Cette longueur réduite doit permettre d'exécuter la fouille transversale sans risque
de tassement pour les immeubles voisins 14 dont les fondations 15 peuvent être très proches de la fouille ainsi
<EMI ID=2.1>
Pour éviter ce tassement et les risques d'effondrement du terrain 16 en place, la fouille est remplie en permanence de boue thixotropique en général constituée de boue de bentonite et ceci jusqu'au niveau 25, supérieur au niveau 36 de la nappe phréatique.
Un châssis 40 de positionnement et de réglage est placé ensuite au-dessus de la fouille excavée sous boue thixotropique et en prenant appui sur les muretsguides 1 (figures 2 et 3).
Ce châssis 40, généralement fabriqué en acier, comprend essentiellement deux poutrelles 41 espacées entre elles d'une distance horizontale supérieure à la longueur 42 du précadre 4 à mettre en place.
Des doubles traverses 43 sont prévues de manière à encadrer la rallonge 44 boulonnée à la suspente 9 par l'intermédiaire de plaques de liaison 45 soudées respectivement en tête de la suspente 9 et en bas de la rallonge 44.
Le chariot 46 ou un dispositif de positionnement horizontal pourra se déplacer horizontalement sur les doubles traverses 43 après mise en place du précadre 4 suspendu par deux suspentes 9 de part et d'autre de
la fouille.
Des vérins 47 permettront d'assumer le réglage précis en altitude du prëcadre 4 suivant les directives qui seront données par un géomètre lors de la mise
en oeuvre de chaque élément 4.
Une fouille transversale étant achevée jusqu'au niveau 24 et le châssis 40 de positionnement étant préparé, un précadre 2 avec tout son conditionnement déjà décrit est soulevé par le portique 3 et amené au-dessus de la fouille toujours remplie de boue thixotropique.
Le précadre 4 est descendu jusqu'à pénétrer
en partie dans la-boue thixotropique.
Pour équilibrer la pression momentanée entre la boue et la paroi souple et perméable 7 du précadre 4, ce dernier est partiellement rempli d'eau. La descente du précadre 4 peut alors se poursuivre jusqu'à une nou-
<EMI ID=3.1>
qui est à nouveau rempli d'eau pour équilibrer les pressions momentanées de part et d'autre de la paroi souple et perméable 7. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le précadre 4 soit totalement rempli d'eau. Le précadre 4 peut alors être descendu jusqu'au niveau prévu mais à une certaine distance horizontale de l'élément 32 déjà placé en anont (figure 3).
Les quatre traverses 43 sont alors placées
de part et d'autres des deux suspentes 9 équipées de leurs rallonges respectives 44.
Par l'intermédiaire du chariot ou du dispositif de positionnement 46, les deux suspentes 9 sont alors supportées par le châssis de positionnement.
Les deux crochets 48 du portique 3 peuvent alors <EMI ID=4.1>
des deux rallonges 44.
Le précadre 4 est alors réglé en altitude par les vérins 47 puis déplacé horizontalement vers l'élément
32 déjà posé à l'aide du chariot ou dispositif de positionnement 46. Ce travail précis s'effectue suivant
les directives d'un géomètre.
La juxtaposition du nouveau prêcadre 4 contre l'élément 32 ou 4 déjà mis en oeuvre implique un réglage horizontal précis et prédéterminé pour pouvoir corriger les tolérances de fabrication et de mise en oeuvre des éléments 4 et 32.
La figure 6 montre le dispositif généralement prévu en trois points du précadre 4 de l'élément 4 ou
32 mis en oeuvre.
Le précàdre 4 de -l'élément 32 ou 4 déjà mis
en place comporte ce dispositif sur sa tranche, en trois endroits, généralement au milieu du radier et aux deux angles supérieurs entre la toiture et les montants de l'élément. Ce dispositif consiste en une plaquette 50
en acier ancrée solidement dans le béton par des doguets
51 ou autres dispositifs d'ancrage. Aux mêmes emplacements correspondants de la tranche du précadre 4 du nouvel élément 4 ou 32 à mettre en place, ce dispositif consiste en une vis de réglage 52 qui peut tourner
dans une douille filetée 53 solidaire de doguets ou autre dispositif d'ancrage 54.
Un dispositif 90 similaire permet le réglage vertical précis et la reprise de la sous pression due
au remplissage sous le radier.
Une cuvette 55 généralement cylindrique est prévue pour loger totalement la tête de la vis 52 lorsqu'elle est vissée à fond. Les trois vis de réglage
52 de chaque nouveau précadre 4 ou 32 mis en oeuvre
sont réglés suivant les indications du géomètre en fonction de la position réelle de l'élément 32 ou 4 immédiatement adjacent en amont.
Pour réaliser l'étanchéité ultérieure de ces joints, un autre dispositif est prévu conformément à la figure 5 pour les parois verticales et le toit de chaque élément 4 ou 32 et suivant la figure 7 pour le radier de ces mêmes éléments. La figure 5 montre une coupe dans le joint entre deux précadres 4 juxtaposés. Le précadre 4 de gauche, déjà mis en oeuvre comporte une saignée 60 avec un pan incliné 61.
Le précadre 4 de droite nouvellement installé comporte un joint linéaire souple 62 ancré dans le béton du précadrè lors de la préfabrication.
Lorsque le béton 63 d'apport sera coulé ulté-
<EMI ID=5.1>
sur les joints, la membrane 62 se plaquera contre le pan incliné 61 de la saignée 60 qui se remplira en outre de béton frais 63 sous pression, assurant ainsi l'étanchéité du joint.
La figure 7 montre une coupe dans le joint entre les radiers 6 de deux éléments 4 juxtaposés. Le nouvel élément 4 posé se trouve à droite sur la figure. Il comporte un pan incliné 65 ainsi que deux joints souples 62 ancrés dans la masse de béton 6 et dépassant vers l'extérieur.
L'élément 4 déjà posé (à gauche sur la figure
7) comporte deux encoches 66 et 67 situées en face des deux joints souples 62 précités.
Une cornière 68 vient éventuellement renforcer l'arête inférieure du radier en étant ancrée par des doguets 69.
Un tube 71 d'injection est noyé dans le précadre 4 en aboutissant dans l'encoche 67.
Le nouveau précadre 4 ou 32 étant ainsi correcte ment réglé au fond de la fouille contre l'élément précédent 32 ou 4, un batardeau vertical 23 réalisé en palplanches ou en poutrelles avec des panneaux en béton préfabriqué, ou par tout autre système, est alors mis en oeuvre à l'aval du précadre 4 qui vient d'être installé et contre celui-ci (figures 4 et 9). Ce batardeau 23 a une hauteur qui va depuis le fond de la fouille 24 jusqu'un peu au-dessus du niveau naturel du terrain 11, et en tous cas au-dessus du niveau de la boue de bentonite 25.
L'espace entre le batardeau 23 et la paroi verticale du terrain 18 est alors rempli de gravier 24 immergé sous la boue de bentonite. Ce remplissage de gravier s'effectue +/- jusqu'au niveau 22 correspondant au niveau supérieur de l'élément 4 ou 32 mis en place.
Ce gravier 24 exerce une poussée horizontale importante sur le batardeau 23 et sur l'élément 4 qui vient d'être placé en le plaquant ainsi fortement contre l'élément précédent 32 en amont (figure 4).
Le boudin 25 est alors rempli de béton 26 de manière à obturer l'espace compris entre les suspentes
9 et le terrain 16 (figure 9).
L'élément 4 de gauche repose sur le terrain
24 (figure 7) du fond de la fouille par l'intermédiaire d'un matériau cohérent 73 de remplissage tel que du béton. Ce matériau 73 est limité vers la droite par une paroi verticale 74 qui correspond à la face amont du batardeau 23 dont il est question plus loin.
Un matériau 75 similaire au matériau 73 est alors coulé sous pression et sous la boue thixotropique depuis le niveau 11 du chantier. Ce matériau 75 vient remplir l'espace 76 compris entre l'encoche 66 et le pan incliné 65 en serrant le joint souple 62 contre l'encoche.
Un matériau 75 tel que du béton est alors coulé sous le radier 6 de l'élément 4. Ce matériau 75 est coulé sous la boue thixotropique par l'intermédiaire
de tubes de bétonnage 27 qui peuvent éventuellement être logés dans l'épaisseur du batardeau 23 (figure 9).
Immédiatement après durcissement de ce matériau
75, du béton 20 est coulé par un tube de bétonnage entre les parois verticales des deux précadres 4 jointifs et les tôles 10 de coffrage perdu perforé. Au fur et à mesure que ce béton frais monte, il déborde en partie par les trous du coffrage en remplissant ainsi .l'espace compris entre le terrain 16, le coffrage perdu 10 et
le boudin 25 rempli de béton. Ce béton incorpore les armatures 5 fixées aux éléments 4.
Ce bétonnage se poursuit pour couler le béton
77 (figures 3 et 4) couvrant les toitures des deux pré-
<EMI ID=6.1>
Un deuxième batardeau 80 comprenant une poutrelle 81 en son sommet est déposé dans l'encoche 34 située dans l'épaulement 8 de l'élément 32 mis en place antérieurement.
Du gravier 83 (figure 4) est alors déversé à l'amont de ce batardeau 80 tout en enlevant progressivement un batardeau 84 identique qui était placé au-dessus de l'antépénultième élément.
A ce moment le cycle des opérations peut recommencer.
La benne 70 excave la fouille suivante 87 sous boue thixotropique entre le batardeau 23 et un muretguide amovible 85. Cette benne évacuera le gravier 24
en même temps que le terrain 18 en place. Le cycle
des opérations reprend alors comme décrit précédemment.
La figure 8 montre un dispositif original et performant dans le cas d'éléments 4 ou 32 de grande portée.
Des suspentes métalliques 90 obliques sont fixées à des plaques métalliques 91 ancrées dans la toiture du précadre 4.
Ce dispositif permet de réduire considérablement l'épaisseur du béton 93 et les armatures correspondantes de la toiture de l'élément 4 en créant des appuis intermédiaires qui raccourcissent la portée.
Ces suspentes obliques 90 peuvent être soit fixées aux deux suspentes verticales 9 au moyen des plaques d'assemblage 45 soit ancrées dans le futur remblai.
La partie supérieure de la fouille peut être remblayée avec du gravier injecté de béton ou du béton maigre 92 qui noyé entièrement les suspentes métalliques 9 et 90.
REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'ouvrages en béton
armé selon le brevet principal plus particulièrement
pour galerie ou tunnel souterrain à réaliser en site urbain, notamment à proximité d'immeubles existants, caractérisé en ce que, transversalement par rapport à
l'axe longitudinal du futur tunnel, on exécute des
fouilles successives en substance rectangulaires et jointives ; on descend dans chaque fouille successivement
au moins un précadre (4) tel que défini dans là revendication 3 du brevet principal, en le positionnant de manière qu'il soit juxtaposé à l'élément de galerie précédemment réalisé ; on bétonne ensuite l'extérieur
du précadre et on effectue un remblayage de l'espace restant de la fouille, par un matériau, de remplissage tel
que du gravier, du sable ou de la terre.
Method of making reinforced concrete structures such as underground galleries, road tunnels, etc. ; elements
in precast concrete for the realization of such
works.
The present invention relates to improvements and modifications to the process described and protected under the main patent.
These improvements relate in a special way to the method of using the prefabricated elements ("pre-frames") especially in the case of trenches made beforehand in the ground under thixotropic mud.
The goal is to allow the implementation of the process according to the main patent, particularly when the underground gallery must be carried out in an urban site, in streets or arteries for example, and therefore near existing buildings.
In such a case, it is generally not possible to carry out an embankment search, because the width of the artery does not allow it.
It is rarely possible to carry out an armored excavation with sheet piles for example, because the threshing of these sheet piles constitutes a nuisance for the population living in this district. On the other hand, this threshing generally generates significant and unacceptable settlement of the buildings immediately adjacent to
the search carried out.
The currently known technique consists of carrying out armored excavations or longitudinal walls of concrete molded into the ground under thixotropic mud. These two techniques require the successive execution of the walls then of the roof and the raft which come to connect the longitudinal walls. The execution of such works lasts a long time and therefore considerably annoys the neighboring population for a long period which is hardly acceptable to them.
The object of the present invention is to propose an original method of rapid implementation of prefabricated elements of the future gallery without generating the aforementioned drawbacks.
The process according to the improvement is essentially characterized in that, transversely to the longitudinal axis of the future tunnel, successive excavations are carried out which are substantially rectangular and contiguous; we descend in each excavation successively at least one pre-frame as defined
in claim 3 of the main patent, positioning it so that it is juxtaposed with the gallery element previously produced; we then concrete the outside of the pre-frame and backfill
of the remaining space of the excavation, by a filling material such as gravel, sand or earth.
In order to clearly understand the invention,
will give below by way of nonlimiting example
a description with reference to the drawings in which:
Figure 1 is a horizontal view of the implementation site near buildings. Figure 2 shows a vertical cross section in which the essential characteristics of the implementation process are shown. FIG. 3 shows a longitudinal vertical section relating to the same process during the implementation of a preadframe element. Figure 4 shows another vertical section concerning this same process when digging a new transverse excavation against the prefabricated element which has just been put in place.
Figures 5, 6 and 7 show details
joints and adjustment devices between two adjacent elements.
FIG. 8 shows a device for oblique lines for producing intermediate supports in large-span elements. Figure 9 shows a horizontal section through the legs of two adjacent elements.
The process of implementing the pre-frames
under thixotropic mud has a number of very specific execution phases which will be exposed
<EMI ID = 1.1>
simple and original way to the goals pursued.
A particular advantage is that the proposed technique makes it possible to remove the sheet from the longitudinal walls.
From the initial level of the ground, we first carry out on either side of the excavation to be carried out
(excavate) a guide wall 1 of reinforced concrete to a depth of about one to two meters. This guide wall is generally completed by a reinforced concrete slab 2 intended to serve as a raceway for the gantry 3 which will be installed subsequently. Depending on requirements, this guide wall 1 will incorporate a 3S channel (Figure 2) for urban pipes.
As shown in Figure 1, the work progresses in the direction of arrow 78.
The pre-frames 4 are prefabricated in the factory in accordance with the indications of the main patent. They are then transported to the implementation site where they are stored in sufficient numbers (Figure 1).
In accordance with the indications of the aforementioned patent, additional reinforcements 5 are fixed to this pre-frame in the factory or on site. These frames 5
are arranged on the upstream side of the pre-frame 4 with respect to a shoulder 8 which will be discussed below so as to cover an element 32 upstream already set up to its own shoulder 8 (Figure 3).
These additional reinforcements 5 will therefore cover the joints between the elements 4 used, thus ensuring continuity of the future gallery after the additional concreting.
The thickness of the slab is possibly increased by adding concrete incorporating the additional reinforcements S and thus producing a slab 6 of reinforced concrete poured on the site.
To reduce the consumption of bentonite and avoid subsequent cleaning of the interior of the gallery, the pre-frames 4 also have two flexible closing walls 7 fixed on the periphery of the pre-frame upstream and downstream. These walls 7 are made of a material which is essentially permeable to water but impermeable to materials suspended in water. For example, a non-woven polyester material may be used. This flexible wall 7 is held in place between two sufficiently rigid wire mesh 31 which are fixed to the periphery of the pre-frame 4 and on
the provisional props 30 possible.
Certain elements 32 comprise a flexible wall 7 and a tight rigid wall 33 generally made of concrete. This will subsequently make it possible to isolate a section of several elements 4 upstream of the element 32.
The pre-frame 4 generally comprises two shoulders 8 of reinforced concrete towards the outside and in the middle
of the two vertical walls as well as on the roof
of the element.
These reinforced concrete shoulders 8 are either prefabricated in the factory at the same time as the pre-frame 4, or are executed on site at the same time as the possible addition of raft 6, in particular if the size authorized for road transport does not allow
their factory prefabrication.
These shoulders 8 allow the lateral fixing of rigid steel lines 9 made up either of a metal beam, or preferably of a U-shaped steel element intended for execution
ie steel foundation piles. Inside the U, a tubular element in flexible and permeable fabric is fixed over the entire height. This flange 25 is closed at its lower part (Figure 9).
The lines 9 are fixed to the frame and have a sufficient length to be able to be hung and suspended from the gantry 3 of implementation.
As shown in Figures 3 and 4, the shoulders 8 of the roof of each frame 4 have rectangular notches 34 which will deposit the base of a cofferdam 80 which will be discussed later.
Sheets 10 (Figures 2 and 9) perforated with round holes of small diameter, are fixed to the frames 5 with spacing devices to form the future formwork wall lost from the right feet of the tunnel to be executed, thus avoiding pollution of the concrete contribution by possible landslides. This sheet 10 can possibly be profiled and collaborating.
These sheets 10 have a length sufficient to reach at least the upper level 22 of the elements 4 used.
The pre-frames thus prepared are ready to be used in the excavation carried out under thixotropic mud.
An important characteristic of the invention is that this thixotropic mud excavation is carried out by transverse trenches perpendicular to the axis of the tunnel to be produced, using a crane 79 provided with a special bucket 70 such as those used for the execution of concrete walls molded in the ground under thixotropic mud. However in the present process, this bucket 70 will generally have dimensions clearly
larger than those of the buckets currently used, and this because of the size of each
successive search.
A removable transverse guide wall 85, generally made of steel, is placed in notches 86 provided in the guide walls 1.
Indeed, the excavations or trenches have a width corresponding to the distance between two wall guides 1 parallel to the longitudinal axis of the future tunnel.
In practice, this width will vary by about five
fifteen meters.
The length of these successive excavations along the axis of the future tunnel to be produced will however be quite reduced. In practice, this length will be about two to three meters. This reduced length must allow the transverse excavation to be carried out without risk
of settlement for neighboring buildings 14 whose foundations 15 may be very close to the excavation as well
<EMI ID = 2.1>
To avoid this settlement and the risk of collapse of the ground 16 in place, the excavation is permanently filled with thixotropic mud generally made of bentonite mud and this up to level 25, higher than level 36 of the water table.
A chassis 40 for positioning and adjustment is then placed above the excavation excavated under thixotropic mud and bearing on the wall guides 1 (Figures 2 and 3).
This chassis 40, generally made of steel, essentially comprises two beams 41 spaced apart from one another by a horizontal distance greater than the length 42 of the pre-frame 4 to be put in place.
Double crosspieces 43 are provided so as to frame the extension 44 bolted to the hanger 9 by means of connection plates 45 welded respectively at the head of the hanger 9 and at the bottom of the extension 44.
The carriage 46 or a horizontal positioning device will be able to move horizontally on the double crosspieces 43 after installation of the pre-frame 4 suspended by two hangers 9 on either side of
excavation.
Cylinders 47 will make it possible to assume the precise adjustment in altitude of the pre-frame 4 according to the directives which will be given by a surveyor during the setting
of each element 4.
A transverse excavation being completed up to level 24 and the positioning frame 40 being prepared, a pre-frame 2 with all of its packaging already described is lifted by the portal 3 and brought above the excavation always filled with thixotropic mud.
The pre-frame 4 is lowered until entering
partly in the thixotropic mud.
To balance the momentary pressure between the mud and the flexible and permeable wall 7 of the pre-frame 4, the latter is partially filled with water. The descent of the pre-frame 4 can then continue until a new
<EMI ID = 3.1>
which is again filled with water to balance the momentary pressures on either side of the flexible and permeable wall 7. This process continues until the frame 4 is completely filled with water. The pre-frame 4 can then be lowered to the level provided but at a certain horizontal distance from the element 32 already placed upstream (FIG. 3).
The four crosspieces 43 are then placed
on either side of the two lines 9 equipped with their respective extensions 44.
Via the carriage or the positioning device 46, the two lines 9 are then supported by the positioning frame.
The two hooks 48 of the gantry 3 can then <EMI ID = 4.1>
of the two extensions 44.
The pre-frame 4 is then adjusted in altitude by the jacks 47 and then moved horizontally towards the element
32 already installed using the carriage or positioning device 46. This precise work is carried out according to
the instructions of a surveyor.
The juxtaposition of the new pre-frame 4 against the element 32 or 4 already implemented implies a precise and predetermined horizontal adjustment in order to be able to correct the manufacturing and implementation tolerances of the elements 4 and 32.
FIG. 6 shows the device generally provided at three points of the pre-frame 4 of the element 4 or
32 implemented.
Precedent 4 of element 32 or 4 already set
in place includes this device on its edge, in three places, generally in the middle of the raft and at the two upper angles between the roof and the uprights of the element. This device consists of a plate 50
steel anchored securely in concrete by doguets
51 or other anchoring devices. At the same corresponding locations of the section of the preadframe 4 of the new element 4 or 32 to be installed, this device consists of an adjustment screw 52 which can turn
in a threaded socket 53 secured to doguets or other anchoring device 54.
A similar device 90 allows precise vertical adjustment and recovery of the pressure due
when filling under the raft.
A generally cylindrical bowl 55 is provided to completely house the head of the screw 52 when it is fully screwed. The three adjusting screws
52 of each new pre-frame 4 or 32 implemented
are set as indicated by the surveyor according to the actual position of element 32 or 4 immediately adjacent upstream.
To achieve the subsequent sealing of these joints, another device is provided in accordance with FIG. 5 for the vertical walls and the roof of each element 4 or 32 and according to FIG. 7 for removing it from these same elements. Figure 5 shows a section in the joint between two juxtaposed four frames. The pre-frame 4 on the left, already implemented, has a groove 60 with an inclined face 61.
The newly installed right frame 4 has a flexible linear joint 62 anchored in the concrete of the frame during prefabrication.
When the filler concrete 63 is poured later
<EMI ID = 5.1>
on the joints, the membrane 62 will be pressed against the inclined face 61 of the groove 60 which will also fill with fresh concrete 63 under pressure, thus ensuring the seal of the joint.
Figure 7 shows a section in the joint between the rafts 6 of two juxtaposed elements 4. The new element 4 placed is on the right in the figure. It comprises an inclined face 65 as well as two flexible joints 62 anchored in the mass of concrete 6 and projecting outwards.
Element 4 already installed (on the left in the figure
7) has two notches 66 and 67 located opposite the two flexible joints 62 above.
An angle iron 68 possibly reinforces the lower edge of the raft by being anchored by doguets 69.
An injection tube 71 is embedded in the pre-frame 4, ending in the notch 67.
The new pre-frame 4 or 32 being thus correctly adjusted at the bottom of the excavation against the previous element 32 or 4, a vertical cofferdam 23 made of sheet piling or beams with precast concrete panels, or by any other system, is then implemented downstream of the pre-frame 4 which has just been installed and against it (FIGS. 4 and 9). This cofferdam 23 has a height which goes from the bottom of the excavation 24 to a little above the natural level of the ground 11, and in any case above the level of the bentonite mud 25.
The space between the cofferdam 23 and the vertical wall of the terrain 18 is then filled with gravel 24 immersed under the bentonite mud. This gravel filling takes place +/- up to level 22 corresponding to the upper level of the element 4 or 32 in place.
This gravel 24 exerts a significant horizontal thrust on the cofferdam 23 and on the element 4 which has just been placed, thus pressing it strongly against the preceding element 32 upstream (FIG. 4).
The flange 25 is then filled with concrete 26 so as to close the space between the lines
9 and field 16 (Figure 9).
Element 4 on the left rests on the ground
24 (Figure 7) of the bottom of the excavation through a coherent filling material 73 such as concrete. This material 73 is limited to the right by a vertical wall 74 which corresponds to the upstream face of the cofferdam 23 which is discussed below.
A material 75 similar to material 73 is then poured under pressure and under the thixotropic mud from level 11 of the site. This material 75 fills the space 76 between the notch 66 and the inclined face 65 by tightening the flexible seal 62 against the notch.
A material 75 such as concrete is then poured under the raft 6 of the element 4. This material 75 is poured under the thixotropic mud via
concreting tubes 27 which can optionally be accommodated in the thickness of the cofferdam 23 (FIG. 9).
Immediately after hardening of this material
75, concrete 20 is poured through a concreting tube between the vertical walls of the two adjoining pre-frames 4 and the sheets 10 of perforated lost formwork. As this fresh concrete rises, it partially overflows through the holes in the formwork, thus filling the space between the ground 16, the lost formwork 10 and
the flange 25 filled with concrete. This concrete incorporates the reinforcements 5 fixed to the elements 4.
This concreting continues to pour the concrete
77 (Figures 3 and 4) covering the roofs of the two pre-
<EMI ID = 6.1>
A second cofferdam 80 comprising a beam 81 at its top is deposited in the notch 34 located in the shoulder 8 of the element 32 previously installed.
Gravel 83 (FIG. 4) is then poured upstream from this cofferdam 80 while gradually removing an identical cofferdam 84 which was placed above the antepenultimate element.
At this time the cycle of operations can start again.
The bucket 70 excavates the next excavation 87 under thixotropic mud between the cofferdam 23 and a removable wall guide 85. This bucket will evacuate the gravel 24
at the same time as field 18 in place. The cycle
operations then resumes as described above.
FIG. 8 shows an original and efficient device in the case of elements 4 or 32 of large range.
Oblique metal lines 90 are fixed to metal plates 91 anchored in the roof of the frame 4.
This device makes it possible to considerably reduce the thickness of the concrete 93 and the corresponding reinforcements of the roof of the element 4 by creating intermediate supports which shorten the span.
These oblique lines 90 can either be fixed to the two vertical lines 9 by means of assembly plates 45 or anchored in the future embankment.
The upper part of the excavation can be backfilled with gravel injected with concrete or lean concrete 92 which completely submerges the metal lines 9 and 90.
CLAIMS
1. Method for making concrete structures
armed according to the main patent more particularly
for an underground gallery or tunnel to be built in an urban site, in particular near existing buildings, characterized in that, transversely to
the longitudinal axis of the future tunnel,
successive excavations, essentially rectangular and contiguous; we descend in each excavation successively
at least one pre-frame (4) as defined in claim 3 of the main patent, positioning it so that it is juxtaposed with the gallery element previously produced; we then concrete the outside
of the pre-frame and the filling of the remaining space of the excavation is carried out with a filling material such as
than gravel, sand or earth.