Procédé pour l'établissement d'ouvrages de travaux publics, en particulier ceux comportant des massifs de maçonnerie. notamment de barrages. L*invention est relative à un procédé pour l'établissement .d'ouvrages .de travaux public, en particulier ceux comportant des massifs de maçonnerie, notamment de barrages.
Elle a pour but, surtout. de permettre d'établir lesdits ouvrages de telle façon qu'ils répondent mieux que jusqu'ici, aux désiderata de la pratique; elle permet aussi de renfor cer, voire d'exhausser des ouvrages déjà exis- tants.
Le procédé, objet de l'invention, est carac térisé par le fait que l'on incorpore dans les dits massifs de maçonnerie, des armatures ancrées en des endroits tels, et suivant des directions elles-mêmes telles, qu'elles impo sent à ces mêmes massifs des tensions élasti ques en assurant le renforcement.
Ce procédé peut être mis en aeuvre par Exemple comme exposé ci-après en regard du dessin annexé, lequel dessin est, bien entendu, donné seulement à titre d'exemple. Les fig. 1 à 4 -de ce dessin montrent, en coupe verticale, quatre barrages-poids; Les fig. 5 à 10 montrent, à plus grande échelle, en coupe, six variantes d'exécution de l'ancrage des extrémités fixes des armatures rentrant dans la construction des susdits bar rages; Les fig. 11 et 12 montrent, respective ment en vue latérale et en plan, une tête de calage pour les susdites armatures;
La fig. 13 montre, en perspective cava lière transparente, des pertuis de vannes; La fig."14 montre, en coupe verticale, un radoub; La fig. 15 montre, en coupe verticale, un barrage qui est .différent de celui représenté aux fig. 1 à 4; Les fig. 16 et 17, d'une part, et 18 et 19, d'autre part, montrent respectivement en coupe et en plan, un barrage à voûtes multi ples et un barrage à contreforts; La fig. 20 montre, en élévation, une arche extrême d'un pont;
Les fi-. 21 et 22 montrent, respective ment en élévation et en plan, un barrage voûte; La fig. 23 montre, en coupe, un mur de soutènement; Les fig. 24 et 25, enfin, montrent, en coupe, respectivement des formes de réalisa tion d'une fondation sur terrain incliné et d'un ouvrage pour la consolidation des ter rains ayant tendance au glissement.
Pour établir des barrages tels que ceux représentés aux fig. 1 à 4, on peut s'y pren dre comme suit, étant entendu qu'on peut procéder de la même manière s'il s'agissait de renforcer un ouvrage déjà existant.
On établit le massif a de maçonnerie, de béton ou de matière semblable devant cons tituer le corps du barrage de toute manière appropriée et on lui donne, par exemple, des formes extérieures analogues à celles des bar rages déjà existants.
Mais, au lieu. de laisser ledit massif a ré sister par son seul poids propre s'il s'agit d'un barrage-poids, ou par l'arc-boutement de sa paroi s'il s'agit d'un barrage-voûte, aux fatigues auxquelles il sera soumis, ou lui in corpore au moins une armature b tendue, de manière telle qu'elle impose audit massif des tensions élastiques en assurant le renforce ment.
A cet effet, on constitue, avantageuse ment, chacune des armatures b par un lien métallique, de préférence inoxydable, par exemple en acier spécial à haute résistance, pouvant consister, par exemple, ou bien en des barres pleines de dimensions convenables, assemblées bout à bout si c'est nécessaire, ou bien en des faisceaux de fer rond, ou, mieux, de fil d'acier, par exemple d'un acier Thomas de 110 kg de charge de rupture, .de 80 kg de limite élastique et d'allongement à.
la rupture de<I>7</I> %ô <I>,</I> ou encore de corde à piano, ou bien, enfin, en des câbles, par exemple analogues à ceux des ponts suspendus, à fils toronnés ou, de préférence, parallèles.
On ménage, aux endroits appropriés, dans le massif a, pour recevoir les armatures b, des perforations c que l'on prolonge avanta geusement dans le sol de fondation, ces per forations étant établies de manière à présen ter, au moins pendant un stade de la cons truction -du massif, au moins une extrémité ouverte et accessible.
L'ancrage des armatures dans le sol étant réalisé, on exerce sur celles-ci, par exemple en ayant recours à des vérins e (fig. 11) dont l'action est contrôlée par des mano mètres, un effort de traction déterminé, par exemple un effort de l'ordre de 1000 tonnes pour une armature de 100 cm2 de section.
Puis, maintenant la traction ainsi exercée, on scelle, avantageusement, l'armature sur toute sa longueur dans l'intérieur de la perforation c, cela, éventuellement, après avoir attendu un certain temps, par exemple quelques jours, puis avoir ramené la tension de l'armature à la valeur .désirée, après tassement du massif et de l'armature, ledit scellement pouvant être réalisé en ayant recours à tout produit approprié tel que ciment, mortier, bitume, ete.
Avantageusement, on a recours, pour ef fectuer ce scellement, à un coulis très liquide dont on facilite la descente dans les perfora tions c en imprimant à l'armature mise en place des vibrations, par exemple au moyen d'un marteau pneumatique imprimant des se cousses à la partie accessible<B>dé</B> l'armature.
On donne aux perforations c toutes direc tions propres à permettre aux armatures f: de jouer au mieux leur rôle de renforcement; c'est ainsi que, de préférence, s'il s'agit d'un barrage-poids (fig. 1 et 2), on disposera au moins certaines des armatures vertica.lemeiit ou presque verticalement dans la zone amont du barrage, tandis que, s'il s'agit d'un barrage<B>-à</B> voûtes multiples (fig. 16 et 17), d'un .barrage à contreforts (fig. 18 et 19) ou .d'un barrage à voûte simple (fia-. 21 et 22).
ouvrages comportant des cu- lées soumises à des efforts de poussée, on dis posera au moins certaines des armatures obli quement, voire horizontalement.
Le cas échéant, on donnera aux perfora tions c un parcours curviligne (fig. 4) clé manière à imposer au massif telles tensions élastiques que l'on voudra.
Ainsi que déjà dit, on réalise, de préfé rence, l'ancrage des armatures b dans le sol supportant le massif à renforcer, cet ancrage étant, avantageusement, dans certains cas, descendu assez profondément pour que la portion intéressée du sol de fondation équi libre, au besoin par son seul poids, l'effort de traction des armatures.
Bien entendu, la mise en place des arma tures peut avoir lieu, en cours de construc tion, à partir d'une assise horizontale quel, conque, certaines armatures pouvant alors (fig. 2) être arrêtées dans le corps du massif.
On réalise, par exemple, l'ancrage de l'extrémité d des armatures par un scelle ment pour lequel on procède avantageuse ment comme suit. On élargit le fond de la, perforation c en ayant recours à tous moyens appropriés, par exemple, soit à une sondeuse à. rotation excentrée, soit au trépan, soit à un explosif, soit à de l'acide ou un autre pro duit chimique, soit à une injection d'eau sous pression, cela de manière à en constituer une cavité f, puis, à supposer que l'on ait recours à une armature constituée par un câble à fils parallèles, on enfonce l'extrémité de ladite armature clans la cavité f et on provoque un écartement des fils de ladite extrémité.
En fin, on coule dans la cavité f un ciment que l'on fait pénétrer dans tous les espaces libres de la cavité f, par exemple en imposant à l'armature des vibrations ainsi qu'indiqué ci dessus.
Pour provoquer l'écartement des fils de l'extrémité de l'armature qui est introduite dans la cavité f, on a recours, soit à une lame élastique<I>g</I> passant dans des anneaux<I>h</I> fixés chacun à un groupe de fils, lame qui se trouve maintenue emprisonnée lors de l'introduction de l'armature dans la cavité f et que l'on libère au moment voulu par une commande ppropriée (fig. 5), soit à un coin i que l'on <B>î</B> dispose au fond de la cavité f avant d'y in troduire l'armature (fig. 6), soit plus simple ment, à deux ligatures i' et i2 (fig. 7) faites sur l'armature à une distance appropriée telle que,
lorsque ladite armature est introduite dans la cavité f, elle puisse s'affaisser sur elle-même de manière à former un renflement ou olive j entre les susdites ligatures, un tube k étant alors inséré jusqu'au centre ,du fais ceau de fils pour permettre de couler sous pression le ciment ou mortier devant remplir la cavité<I>f.</I> Un obturateur<I>l</I> est disposé à la partie supérieure de ladite cavité pour s'op poser à la remontée du coulis utilisé, soit à tous autres moyens appropriés utilisés tels que celui consistant à sceller d'abord les aciers dans du ciment, et à descendre après coup la.
carotte de ciment ou -de mortier j au fond -du trou, et à l'y sceller au moyen d'une injection, auquel cas le trou ne néces site pas d'évasement à la partie inférieure (fig. 8), ou celui (fig. 10), consistant à avoir recours à des tubes k, que l'on introduit dans les perforations c, et dont on rabat, contre les parois desdites perforations, les bords des extrémités inférieures, par exemple par ex plosion, après quoi on coule du ciment pro pre à remplir lesdites perforations en même temps qu'à sceller les armatures b.
Dans le cas où le sol de fondation serait médiocre ou mauvais (marne, argile, gravier, sable, etc.), on ancrera les armatures par exemple à un radier ou à toutes autres fon dations appropriées.
C'est ainsi qu'en mauvais terrain, on pra tiquera avantageusement dans le sol de fon dation un certain nombre .de chambres à des niveaux différents, par exemple deux cham bres c', c= @(fig. 9), que l'on cimentera au moyen -d'injections sous pression, et qui ont pour but de répartir la tension de l'armature sur une assez grande longueur et d'assez grandes surfaces pour ne dépasser nulle part les contraintes admissibles.
Ces chambres seront créées par divers moyens, par exemple, par coups de mine au moyen d'acide, de jet d'eau sous pression, de compression hydraulique, etc. Il faut remar quer que, dans ce cas, l'armature et les blocs de ciment ou de béton remplissant les cham bres, qui lui sont adhérents, travaillent dans le sol comme un pieu de fondation, mais à rebours.
Ayant scellé l'armature à. l'une de ses extrémités, on donne à ladite armature 1w tension désirée en faisant agir les vérins c sur une tête m que l'on a assujettit préala blement à l'autre extrémité de l'armature et on place ensuite une pièce de retenue m' sous la tête m pour maintenir la tension ob tenue dans l'armature.
La tête m peut être constituée soit par un bloc de béton armé dans lequel on noie les fils de l'armature b (fig. 11 et 12), soit par un dispositif analogue à ceux utilisés pour le scellement des câbles de ponts sus pendus (culots d'acier remplis d'alliages spé ciaux, etc.), soit de toute autre manière ap propriée.
Quel que soit le mode de réalisation au quel on a recours, on conçoit que le procédé décrit permet soit d'établir un ouvrage plus résistant, plus léger et plus étanche que ceux du même genre ne compostant pas d'arma ture, soit de consolider ou d'exhausser un ouvrage déjà existant.
Les efforts exercés par le moyen de l'ar mature peuvent, ainsi qu'on le conçoit sans peine, modifier l'équilibre statique de l'ou vrage, ou lui imposer des fatigues élastiques contraires à celles qu'il sera appelé à suppor ter en service ou rendre ledit ouvrage plus étanche, ou combattre les effets du retrait et des variations de température, ou produire tous autres effets.
La tension des armatures b crée en effet dans le massif certains .états élastiques arti ficiels favorables .à la stabilité. Mais là ne s'arrête pas leur effet.
Lesdites armatures procurent, en outre, à l'ouvrage un surcroît de stabilité et de sécu rité provenant du fait que ces armatures sont incorporées au massif. A partir du moment, en effet, où l'armature est calée et scellée sur toute sa, longueur, elle fait corps avec le massif et participe à ses déformations ulté rieures, bien qu'étant partie d'un état élas tique initial différent. D'un autre point de vue, l'ancrage des armatures dans le sol surcharge le massif.
en des points et suivant des directions quel conques judicieusement choisis au moyen de lests rocheux prélevés dans la fondation; lests invisibles, d'encombrement nul, de prix minime, assez puissants et assez maniable pour modifier profondément l'état d'équilibre du massif et créer de toutes pièces, à l'inté rieur d'une structure géométrique, d'ailleurs quelconque, qui ne demeure plus qu'une ap parence, une structure mécanique entièrement différente.
On conçoit, en effet, que, grâce aux arma tures b, il sera possible -de donner aux mas sifs de maçonnerie des formes différant en tièrement des formes usuelles. L'ancrage des armatures dans le sol sous-jacent "clouant" en quelque sorte l'ouvrage au sol, la stabilité désirée pourra être obtenue avec des formes d'apparence tout à fait instable.
C'est ainsi que, dans le cas des barrages, même rectilignes, il y aura intérêt, dans cer tains cas, à donner au barrage une inclinai son de bas en haut et d'aval en amont (fig. 15).
On donnera alors à la base dudit barrage une largeur suffisante pour assurer la solidité des fondations, compte tenu de la nature du sol, tandis que la paroi du barrage dont la section transversale va vers le haut en dé croissant pourra être d'épaisseur beaucoup in férieure à celle donnée à l'heure actuelle aux barrages-poids, puisque la cohésion des diver ses assises -est assurée par la tension .des armatures.
L'inclinaison du barrage aura, ainsi qu'on le comprend sans peine, pour effet d'équili brer, au moins en partie, le poids propre du barrage par la poussée des eaux retenues.
Dans l'établissement ou bien lors de la. construction d'ouvrages du genre du susdit barrage incliné et chaque fois que les efforts auxquels sera soumis l'ouvrage devront con tribuer à assurer son équilibre général, rie telle sorte que ledit équilibre se trouve com promis ou ne se trouve plus assuré en l'ab sence au moins partielle des susdits efforts, on aura recours â, des mayens propres, notam ment à permettre la construction et à assurer provisoirement l'équilibre de l'ouvrage lors que ce dernier n'est pas encore soumis, ou bien est, temporairement, au moins partielle- ment soustrait,
à l'action des efforts qui lui sont imposés en service.
On pourra constituer lesdits moyens, ou bien par un support provisoire analogue au coffrage des ouvrages en ciment armé, sup port que, -de préférence, l'on surélève au fur et à mesure de la construction du massif et que l'on laisse en place au moins jusqu'à ce que, ledit massif ayant acquis (par exemple par durcissement d'un béton) une résistance suffisante, et les armatures étant mises sous tension, on laisse au moins partie des efforts ,auxquels devra être soumis l'ouvrage, par exemple la pression de l'eau, s'exercer sur lui, ou bien (fig. 15) par -des supports per manents,
par exemple des poteaux ou arcs- boutant n en ciment armé, maintenant le barrage en des points appropriés, poteau pouvant, bien entendu, jouer un rôle dans la résistance de l'ouvrage aux efforts qu'il doit supporter, mais surtout destinés à assu rer l'équilibre dudit ouvrage lorsque lesdits efforts sont au moins partiellement suppri més, ou bien de -toute autre manière, par exemple en ayant recours à la combinaison des moyens susindiqués.
De même, dans certains cas et, notam ment, lorsque la tension des armatures sera ,jugée nécessaire ou sera indspensable pour assurer l'équilibre de l'ouvrage, même non soumis aux efforts qu'il devra supporter en service, on saura avantageusement recours, lors @de la construction, à des moyens pro pres à assurer provisoirement l'équilibre du massif.
On pourra constituer lesdits moyens, par exemple, ou bien en ayant recours à un support provisoire analogue à celui venant d'être décrit, ou bien en procédant par étapes lors de la construction, cela de ma nière que la partie de l'ouvrage déjà cons truite serve à supporter la partie à cons truire immédiatement après. Dans ce dernier cas, on disposera des ar matures dans la partie construite en premier lieu afin de la renforcer et de lui permettre de jouer son rôle de support.
C'est ainsi que, par exemple, on cons truira les barrages en épaisseurs successives en commençant par une zone devant compor ter des armatures et l'on appliquera -contre la paroi ainsi établie au moins une épaisseur pouvant d'ailleurs, elle aussi, comporter des armatures.
A supposer qu'il s'agisse d'établir, au lieu de barrages, des bajoyers d'écluse (fig. 13), clés formes de radoub (fig. 14), des culées de pont (fig. 20), des murs de soutènement (fig. 23), des pertuis de vannes, des murs de quais, des tours de phares, etc., on pourra procéder exactement de l'une des manières qui viennent d'être indiquées tant en ce qui concerne la nature, la disposition et les moyens d'ancrage des armatures qu'en ce qui concerne leur répartition dans les massifs.
On disposera, bien entendu, lesdites arma tures avec l'obliquité nécessaire dans tous les cas où il y aura .lieu de .créer une résistance à des efforts de poussée obliques ou horizon taux.
A supposer, maintenant, qu'on ait à réa liser les fondations d'un ouvrage sur un sol incliné (fig. 24), au lieu d'avoir recours aux procédés usuels consistant à établir une as sise horizontale sur le terrain, on pourra avoir recours à la disposition consistant à établir directement sur le sol oblique un mas sif approprié cï, puis à fixer ledit massif au sol par des armatures tendues b ayant une de leurs extrémités ancrée dans le sol et leur tête in prenant appui sur le massif<I>a,</I> lesdites armatures pouvant être en tous points identi ques à celles décrites plus haut.
De même, si l'on désire prendre un point d'appui sur un sol incliné comportant des stratifications s également inclinées dans le même sens (fig. 25), on renforcera ledit sol, en établissant sur le sol oblique un massif al et en fixant ledit massif au sol par des arma tures b ayant une de leurs extrémités ancrée par exemple dans le rocher sous-jacent R et leur tête m prenant appui sur le massif al.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus particulièrement été envisagés ci-dessus; elle en embrasse, au contraire toutes les va riantes.