Dispositif d'injection pour joints de contraction entre blocs de béton. Les ouvrages (le béton armé ou non de grandes dimensions tels que barrages, ouvrla- ges d'art, tunnels souterrains revêtus, réser voirs souterrains, etc., doivent, pour éviter les fissurations préjudiciables à la résistance et à l'étanchéité, être coulés en plusieurs blocs accolés.
An bout. d'un certain temps après la cou lée, ces blocs subissent. des retraits et les joints de contraction prévus à cet effet <B>s</B> ,,'ouvrent entre eux. L'ouverture des joints peut atteindre de 3 à, 3 mm.
Il est nécessaire pour assurer la, réparti tion des efforts clans la niasse (le béton et pour réaliser une étanchéité convenable d'in jecter ces joints de contraction à l'aide d'un coulis de ciment sous pression. Il est même parfois nécessaire, après un nouveau retrait du béton, de pouvoir réinjecter ces joints pour compenser les réouvertures ultérieures.
On sait que l'on a déjà proposé à cette fin (le ménager dans les blocs de béton coulé., à proximité des joints, des rampes dites d'in jection débouchant de .place en place dans les joints et pourvues à leurs orifices, situés dans le plan du joint, de clapets empêchant le re tour du coulis injecté.
On a déjà proposé de réaliser de telles rampes au moyen de tubes pourvus de place en place de branchements en forme de<B>T.</B> L'extrémité de ces branchements débouchant dans le joint était munie de clapets en géné ral constitués par une rondelle élastique, appliquée sur L'orifice libre du tube et main tenue en place par un système d'étriers exté rieur aux tubes.
Pour empêcher le coulis de ciment venant d'une rampe voisine ,de bloquer le clapet et pour permettre le retrait de deux blocs acco lés sans arrachement des étriers, on avait éga lement .proposé d'enrober les clapets et les étriers de poches de sable fin, car ce sable a la. propriété de ne pas laisser passer le coulis de ciment.
A l'usage, ce palliatif s'est révélé sans sé- eurité. En effet, suivant sa composition gra- nulométrique, ce sable se transforme parfois en béton bloquant définitivement le clapet et empêchant toute réinjeetion. De plus, les po ches de sable permettaient parfois de dissi muler des malfaçons de pose. Enfin, après la première injection, le sable ne peut plus jouer son rôle protecteur.
La. présente invention a pour objet un dis positif d'injection pour joints de contraction des grands ouvrages, avant. pour but de per mettre avec certitude de procéder à plusieurs injections successives des joints.
Le dispositif selon l'invention comprend une rampe d'injection comportant au moins un branchement en forme de T, destiné à dé boucher, à l'intérieur chi joint et à l'extré mité tic ce branchement., un clapet. d'injection constitué par une masse de matière élastique comportant au moins une cavité intérieure. Pour fixer cette masse élastique à l'extré mité du branchement, ladite masse est, de pré férence, pourvue d'oreilles qui viennent se fixer sur une bride portée par ladite extré mité.
De préférence, la masse élastique, dans son voisinage iiumédiat de l'orifice, est armée intérieurement d'une pièce plate lui assurant une certaine rigidité, de manière que cette masse puisse fonctionner à la manière d'une soupape, c'est-à-dire s'ouvrir à. la fois sur toute la périphérie de l'orifice.
De plus, la forme générale de cette masse élastique est, de préférence, choisie tronconi que, de manière que, forcée par la pression d'injection, elle s'applique étroitement dans le fond de la cavité dans laquelle elle est lo gée et empêche le coulis injecté de pénétrer au fond de cette cavité de logement. Cette forme tronconique présente, en outre, l'avan tage d'empêcher l'arrachement du clapet lors du retrait des blocs, arrachement déjà contre- carré.par la non-adhérence du caoutchouc au béton. Eventuellement, on peut paraffiner le clapet pour réduire encore cette adhérence et mieux conserver le caoutchouc.
Enfin, pour faciliter le lavage de l'inté rieur des branchements en T, afin de per mettre les réinjections ultérieures, ces bran chements sont .avantageusement pourvus inté rieurement .d'une chicane contraignant l'eau de lavage à infléchir son trajet dans la rampe au droit du branchement pour venir laver l'intérieur de celui-ci et la. face interne du clapet.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, .donné à titre d'exemple, se rap porte à une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe schématique ver ticale -d'un grand ouvrage au voisinage d'un joint de contraction montrant la, disposition de rampes d'injection.
La fig. 2 est une coupe agrandie corres pondant à la ligne II--II de la fig. 1 d'un des branchements en<B>T</B> de la rampe.
La fig. 3 est la coupe suivant III-III .de la fig. 2. La, fi-. 1 est une vue analogue à la fig. 2, montrant la pose de la rampe d'injection sur le coffrage clé l'ouvrage avant de couler le premier béton.
La. fig. à est une coupe longitudinale d'un clapet correspondant à la. ligne V-V de la fig. 6.
La fig. 6 est une vue du dessus d'un ela- pet.
La fig. 7 permet de bien comprendre le fonctionnement de ce clapet.
L'ouvrage 1, un grand barrage par exem ple, montré en coupe par la. fi-. 1, est consti tué par des blocs ou plots verticaux de béton coulés au contact l'un de l'autre. Au voisi nage du plan vertical de raccordement de deux plots sont disposées les rampes d'injec tion présentant des orifices, munis de clapets, débouchant dans le plan formant joint de contraction. La. distance verticale entre deux rampes est de quelques mètres et l'écartement entre .deux clapets sur une même rampe est du même ordre.
Dans l'exemple représenté, la rampe 2 est constituée par un tube entrant. en A dans le parement aval. de L'ouvrage, tube qui suit .d'abord un trajet légèrement ascendant, puis s'infléchit verticalement pour reprendre le trajet légèrement descendant et venir débou cher en B. Des branchements 3, en forme de <B>T,</B> sont disposés dans les parties sensiblement horizontales de cette rampe pour permettre l'injection du joint.
Pour injecter le joint, l'extrémité B a@-ant été obturée, il. suffit de faire parvenir le cou lis de ciment sous pression par l'extrémité _1.
Comme le montre la figure, on utilise, de préférence, un robinet à trois voies 22, dont la clé \'3 permet alternativement au coulis de ci ment introduit par le canal 24 de pénétrer par l'une des extrémités de la rampe 2, l'autre étant. obturée. Le raccordement aux rampes est assuré par des tu@-auteries flexibles.
Le sens d'injection est inversé périodique ment, par exemple toutes les demi-heures, de manière à. éviter les dépôts de ciment dans la rampe. Lorsque ].'injection est terminée, on pro- cède ait lavage de la rampe en faisant circuler titi courant (l'eau sous pression dans cette rampe; l'eau entre par l'une des extrémités de la rampe et sort par l'autre qui est alors débouchée.
Grâce à la petite de la rampe vers le parement aval de l'ouvrage, l'eau peut être complètement évacuée. Il peut arriver cepen dant. que, malgré le lavage, du ciment sé journe dans l'intérieur des branchements 3, ce qui empêcherait une réinjeetion ultérieure.
Dans le branchement en<B>T,</B> montré par la fig. 2, qui débouche dans le joint -1 et est obturé par le clapet. 5 qui sera décrit dans la, suite, on a prévu une chicane 6 qui con traint l'eau de lavage à parcourir le trajet. 7, c'est-à-dire à venir tourbillonner au voisinage de la face 5a du clapet 5. Le coulis d'injec tion sous pression suit également ce trajet sans difficulté, étant donné les fortes pres sions utilisées.
1.e clapet. 5, montré plus en détail par les fiT. 5 et 6, est constitué par tune masse de caoutchouc de forme générale tronconique, pourvue d'oreilles 8 pour la fixation sur une bride terminale 21 .du branchement en T.
Intérieurement, cette masse de caoutchouc comporte une cavité 9 que, pour des facilités de inoula\;e du clapet, on forme avantageuse- ment pal, un noyau de caoutchouc mousse 10. lie clapet est. armé à sa partie inférieure par une rondelle plate métallique 7.1 et à sa par tie supérieure par une seconde rondelle du même genre 12. Ces rondelles rendent rigides les deux faces du tronc de cône, si bien que ce clapet ne petit se déformer que par écra sement suivant l'axe du tronc .de cône.
Cet écrasement est. rendu possible par la présence des vides intérieurs, car on sait que les ma tières élastiques, telles que le caoutchouc, sont déforniables, mais pratiquement iiteompressi- bles. De plus, la rondelle<B>Il</B> oblige le clapet à s'ouvrir en découvrant toute la périphérie de l'orifice du branchement 3.
Le :plan d'application 13 des oreilles 8 sur la bride 21 est légèrement. en retrait par rap port ait plan d'application 14 de la face por- tante du clapet sur l'extrémité du branche ment. Or < ice à. cette disposition, on impose au clapet., lors de son montage, une légère dé formation préalable qui l'empéelie de s'ouvrir pour de faibles pressions, telles que celle qui est. utilisée pour l'eau de lavage.
Ainsi, le clapet rte permet que l'entrée dans le joint du coulis (le ciment injecté sous une pression variant .de \? à 10 kg/cm2 par exemple, mais non celle de l'eau dont la pres sion est, par exemple, de l'ordre de 1 kg 500.
Pour monter la rampe 2, les branchements 3 et le clapet. dans un ouvrage en cours d'édi fication, on procède ainsi qu'il est montré sur la fig. 4.
La bride 21 est recouverte par un obtu rateur de caoutchouc 15 qui est placé et serré contre le coffrage 1.6 au moyen de ligatures 17 maintenant la. rampe 2 à distance conve nable du coffrage 16 et empêchant l'entrée du ciment dans la rampe ainsi que dans les trous filetés destinés à fixer le clapet. Le bé ton est alors coulé en 18 dans le coffrage. Après prise et durcissement, le coffrage est démonté et l'on met à sa place, par fixation au moyen .de vis 19, le -clapet 5 que l'on peut paraffiner au préalable.
Le bloc adjacent à celui qui vient d'être coulé peut. alors être coulé à son tour au con tact du premier. Les clapets sont. enrobés di rectement par le ciment de ce second bloc sans autres précautions.
Au bout d'tin certain temps, le plan de joint -1 entre les deux blocs s'ouvre, par suite du retrait du béton de -chacun d'eux. On pro cède alors à l'injection du joint de la manière décrite en regard de la fig. 1.
Dans cette opération, comme le montre la. fig. 7, le clapet. 5 s'écrase suivant son axe d'une certaine quantité c1. L'importance de cet écrasement, déterminée par celle des vides intérieurs du clapet, est choisie de telle sorte qu'elle soit toujours supérieure au maximum d'ouverture possible du joint.
Ainsi, à la. suite d'un premier retrait, on a pu injecter la couche 20 de coulis de ciment., dont l'épaisseur est. inférieure à d, tandis que dans la. seconde opération d'injection, posté rieure à la première, il reste possible d'intro duire un coulis :de ciment dans l'intervalle 20a, puisque la somme des ëpaisseurs 20 et 20a est., par hypothèse, inférieure à l'ouver ture du clapet.
On remarquera., en outre que, dans ces opérations d'injection, la partie tronconique du clapet. vient s'enfoncer dans le logement qu'elle s'est ménagé dans le béton, pendant la, coulée du second bloc au voisinage du pre mier. Remplissant ainsi à force cette cavité, elle empêche le ciment. injecté d'y pénétrer, ce qui, ultérieurement, pourrait nuire à. la compressibilité du clapet.
D'autre part, pendant le retrait, cette forme tronconique est susceptible de se décol ler du béton du second bloc lorsque, par suite du retrait, les deux blocs s'écartent l'un de l'autre, si bien qu'il ne peut se produire d'arrachement du clapet, comme c'était. le cas lors .de la fixation des clapets par des étriers métalliques.
Injection device for contraction joints between concrete blocks. Structures (reinforced concrete or not of large dimensions such as dams, engineering structures, lined underground tunnels, underground reservoirs, etc., must, in order to avoid cracking prejudicial to resistance and waterproofing, be cast in several adjoining blocks.
At the end. of a certain time after the cou lée, these blocks undergo. withdrawals and contraction joints provided for this purpose <B> s </B> ,, 'open between them. The opening of the joints can reach from 3 to 3 mm.
It is necessary to ensure the distribution of the forces in the mass (the concrete and to achieve a suitable seal) by injecting these contraction joints using a cement grout under pressure. It is sometimes even necessary, after a further shrinkage of the concrete, to be able to reinject these joints to compensate for subsequent reopening.
We know that it has already been proposed for this purpose (to keep it in the poured concrete blocks., Near the joints, so-called injection ramps opening out from place to place in the joints and provided with their orifices, located in the plane of the joint, valves preventing the return of the injected grout.
It has already been proposed to produce such ramps by means of tubes provided in place with connections in the shape of a <B> T. </B> The end of these connections opening into the joint was provided with valves in general formed by an elastic washer, applied to the free orifice of the tube and held in place by a system of calipers outside the tubes.
To prevent the cement grout coming from a neighboring ramp, to block the valve and to allow the removal of two joined blocks without tearing off the stirrups, it was also proposed to coat the valves and stirrups with pockets of sand. fine, because this sand has the. property of not allowing the cement grout to pass.
In use, this palliative has proved to be without safety. In fact, depending on its granulometric composition, this sand sometimes turns into concrete definitively blocking the valve and preventing any reinjection. In addition, the sand pockets sometimes made it possible to conceal poor installation workmanship. Finally, after the first injection, the sand can no longer play its protective role.
The present invention relates to an injection device for contraction joints of large structures, before. in order to make it possible with certainty to carry out several successive injections of the seals.
The device according to the invention comprises an injection rail comprising at least one T-shaped connection, intended to unblock a valve inside chi joint and at the end of this connection. injection system consisting of a mass of elastic material comprising at least one interior cavity. To fix this elastic mass at the end of the connection, said mass is preferably provided with ears which are fixed on a flange carried by said end.
Preferably, the elastic mass, in its immediate vicinity of the orifice, is internally armed with a flat part ensuring it a certain rigidity, so that this mass can function in the manner of a valve, that is to say - say open to. both over the entire periphery of the orifice.
In addition, the general shape of this elastic mass is preferably chosen tronconi that, so that, forced by the injection pressure, it applies tightly to the bottom of the cavity in which it is housed and prevents the injected grout to penetrate to the bottom of this housing cavity. This frustoconical shape also has the advantage of preventing the tearing of the valve during the withdrawal of the blocks, tearing already contre-carré.par the non-adhesion of the rubber to the concrete. Optionally, the valve can be waxed to further reduce this adhesion and better preserve the rubber.
Finally, to facilitate washing of the interior of the T-shaped connections, in order to allow subsequent reinjections, these connections are advantageously provided internally with a baffle forcing the washing water to bend its path in the ramp to the right of the connection to come and wash the interior of it and the. internal face of the valve.
The following description, with reference to the appended drawing, given by way of example, relates to one embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a schematic vertical section of a large structure in the vicinity of a contraction joint showing the arrangement of injection ramps.
Fig. 2 is an enlarged section corresponding to line II - II of FIG. 1 of one of the <B> T </B> connections of the ramp.
Fig. 3 is the section along III-III. Of FIG. 2. La, fi-. 1 is a view similar to FIG. 2, showing the installation of the injection ramp on the key formwork before pouring the first concrete.
Fig. à is a longitudinal section of a valve corresponding to the. line V-V of fig. 6.
Fig. 6 is a top view of an elapet.
Fig. 7 provides a good understanding of the operation of this valve.
Work 1, a large dam for example, shown in section by. fi-. 1, is made up of vertical concrete blocks or studs cast in contact with one another. In the vicinity of the vertical plane of connection of two studs are arranged the injection ramps having orifices, provided with valves, opening into the plane forming a contraction joint. The vertical distance between two ramps is a few meters and the distance between two valves on the same ramp is of the same order.
In the example shown, the ramp 2 consists of an incoming tube. at A in the downstream facing. of the work, tube which first follows a slightly ascending path, then bends vertically to resume the slightly descending path and emerge at B. Connections 3, in the shape of <B> T, </ B > are arranged in the substantially horizontal parts of this ramp to allow injection of the seal.
To inject the seal, the B end has been closed off, it. it suffices to feed the neck of cement under pressure through the end _1.
As shown in the figure, a three-way valve 22 is preferably used, the key \ '3 of which alternately allows the cement slurry introduced through the channel 24 to enter through one of the ends of the ramp 2, the other being. closed. The connection to the ramps is provided by flexible pipelines.
The direction of injection is reversed periodically, for example every half hour, so as to. avoid cement deposits in the ramp. When the injection is completed, the ramp is washed by circulating a current (water under pressure in this ramp; the water enters through one end of the ramp and leaves through the another which is then unblocked.
Thanks to the small of the ramp towards the downstream facing of the structure, the water can be completely drained. It can happen though. that, despite washing, cement remains in the interior of the branches 3, which would prevent subsequent reinjection.
In the <B> T, </B> connection shown in fig. 2, which opens into the seal -1 and is closed by the valve. 5 which will be described below, there is provided a baffle 6 which conint the washing water to travel the path. 7, that is to say to come swirl in the vicinity of the face 5a of the valve 5. The injection grout under pressure also follows this path without difficulty, given the high pressures used.
1.e valve. 5, shown in more detail by fiT. 5 and 6, is constituted by a mass of rubber of generally frustoconical shape, provided with ears 8 for fixing on an end flange 21 of the T-shaped connection.
Internally, this rubber mass comprises a cavity 9 which, for ease of inoula \; e of the valve, is advantageously formed in a foam rubber core 10. the valve is formed. reinforced at its lower part by a flat metal washer 7.1 and at its upper part by a second washer of the same type 12. These washers make the two faces of the truncated cone rigid, so that this valve can only be deformed by scoring. sement along the axis of the truncated cone.
This crush is. made possible by the presence of the internal voids, since it is known that elastic materials, such as rubber, are deformable, but practically iiteompressi- ble. In addition, the <B> Il </B> washer forces the valve to open, revealing the entire periphery of the connection port 3.
The: application plane 13 of the ears 8 on the flange 21 is slightly. set back with respect to the application plane 14 of the bearing face of the valve on the end of the branch. Or <ice to. This arrangement, is imposed on the valve., during its assembly, a slight preliminary deformation which impelie it to open for low pressures, such as that which is. used for washing water.
Thus, the rte valve allows the entry into the joint of the grout (the cement injected under a pressure varying from \? To 10 kg / cm2 for example, but not that of the water whose pressure is, for example , of the order of 1 kg 500.
To assemble the ramp 2, the connections 3 and the valve. in a work under construction, the procedure is as shown in FIG. 4.
The flange 21 is covered by a rubber shutter 15 which is placed and clamped against the formwork 1.6 by means of ligatures 17 maintaining the. ramp 2 at a suitable distance from the formwork 16 and preventing the entry of cement into the ramp as well as into the threaded holes intended to fix the valve. The concrete is then poured in 18 in the formwork. After setting and hardening, the formwork is disassembled and is put in its place, by fixing by means of screws 19, the valve 5 which can be paraffinized beforehand.
The block adjacent to the one just sunk can. then be sunk in turn to contact with the first. The valves are. coated directly with the cement of this second block without other precautions.
At the end of a certain time, the joint plane -1 between the two blocks opens, following the shrinkage of the concrete of -each of them. The seal is then injected in the manner described with reference to FIG. 1.
In this operation, as shown in the. fig. 7, the valve. 5 is crushed along its axis by a certain quantity c1. The extent of this crushing, determined by that of the internal voids of the valve, is chosen so that it is always greater than the maximum possible opening of the seal.
So at the. following a first shrinkage, it was possible to inject the layer 20 of cement grout., the thickness of which is. less than d, while in the. second injection operation, posterior to the first, it remains possible to introduce a grout: of cement in the interval 20a, since the sum of the thicknesses 20 and 20a is., by hypothesis, less than the opening valve.
It will also be noted that, in these injection operations, the frustoconical part of the valve. sinks into the housing that it has made in the concrete, during the casting of the second block in the vicinity of the first. Thus filling this cavity by force, it prevents the cement. injected to penetrate it, which, later, could harm. the compressibility of the valve.
On the other hand, during the shrinkage, this frustoconical shape is liable to detach from the concrete of the second block when, as a result of the shrinkage, the two blocks move away from each other, so that it does not can occur pulling the valve, as it was. the case when fixing the valves by metal brackets.