EP0028558B1 - Procédé pour l'amélioration de la résistance au glissement d'un ouvrage de génie civil et fondation s'y rapportant - Google Patents
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- E02D29/02—Retaining or protecting walls
- E02D29/0258—Retaining or protecting walls characterised by constructional features
- E02D29/0266—Retaining or protecting walls characterised by constructional features made up of preformed elements
Definitions
- the present invention relates to a method for improving the sliding resistance of a civil engineering structure, in accordance with the preamble of the main claim, which would risk moving due to the forces which it is called upon to bear, particularly when the efforts in question have a horizontal component.
- the invention also relates to a foundation, in accordance with the preamble of claim 2, produced by the aforementioned method.
- the above-mentioned horizontal components appear, in particular when the structure under consideration is subjected on two opposite faces to different water pressures and thus plays a role of dam.
- the structure risks slipping on the ground on which it rests. This risk is low, when it is a rocky soil or of good quality alluvium, with a satisfactory internal friction angle. It is different if the soil is more or less clayey or muddy.
- a platform is immersed in the water to rest it on two parallel sheet pile curtains sunk into the ground.
- the concrete is then poured under the platform so as to fill the space between the ground, this platform and the two curtains. This produces a concrete block which forms the foundation or the foundation of the body of the dam.
- One of the sheet pile walls is located directly above the upstream face of the dam, while the other is placed along the downstream face.
- the strength of the foundations thus made depends in part on the strength of the two parallel curtains anchored in the ground. It will however be observed that these two curtains work perpendicular to their plane and are, therefore, liable to deform.
- the object of the present invention is to provide a method making it possible to improve the slip resistance of the foundation of a civil engineering structure exposed to withstand forces having a horizontal component comprising a concrete block in contact with the ground.
- this process is characterized in that beats in the ground of the metal pallet curtains parallel to the direction of the forces that the structure will have to bear, curtains which are called cross curtains and in that, after having beaten the sheet piles in the ground without driving them completely, the concrete constituting the concrete block is poured around the upper parts projecting from the ground of the split curtains so that they are embedded in said massive.
- the sheet piles of these split curtains can not slide relative to each other under the action of a horizontal force exerted in the plane of the curtain in question. Put in the impossibility of sliding as it has just been said and hung to each other by their locks, they constitute a resistant and non-deformable monolithic wall which could only move in one piece.
- the curtain of partition could not move in its plane compared to the ground only under the action of considerable efforts, higher than those which one must envisage, the solid mass of concrete will be solidly anchored in the ground.
- Another object of the invention is to create a foundation exposed to withstand forces having a horizontal component, comprising a platform serving as formwork above a concrete block, this platform being stiffened on its underside by beaming and resting on two metal sheet pile walls threshed in the ground so that their upper parts protrude from the ground and arranged perpendicular to the horizontal component of the forces, the concrete filling the space between the ground, the platform and sheet pile curtains.
- this foundation characterized in that it also comprises cross-curtains constituted by metal sheet piles beaten in the ground parallel to the horizontal component of the forces and in that these cross-curtains are arranged under the beams and that their upper part, projecting from the ground is embedded in the concrete block, said block thus connecting the curtain curtains to the beams which stiffen the platform.
- dredging is optionally carried out, then a pile of soil is driven into the ground 1 palplan ches 2 so as to form two parallel curtains of sheet piles 3 and 4, substantially perpendicular to the direction F of the stream of water (see fig. 1).
- the curtain 3 is arranged upstream relative to the curtain 4 relative to the aforementioned direction F of the stream of water.
- the sheet piles 2 of the curtains 3 and 4 are hooked to each other by their locks 2a, 2b, as shown in fig. 2.
- the parallel curtains 3 and 4 are intended to serve as a support for a platform 5, the longitudinal edges 5a, 5b of which are folded down at 6 and 7.
- a series of sheet piles 8 is driven into the ground 1, between the parallel curtains 3 and 4, so as to form curtains 9, 10. ., said to be split, perpendicular to the curtains 3 and 4.
- These sheet piles 8 are hooked to each other by their locks 8a, 8b, while the ends 9a, 9b, 10a, 10b, of these curtains 9, 10 are preferably connected to the two parallel curtains 3 and 4.
- the grooves 20 of the various curtains open alternately in opposite directions.
- the platform 5 has on its lower surface 5a, a beam which gives the sheet the necessary rigidity, beam which is represented schematically by the beams 11.
- the sheet piles 8 of the split curtains 9, ..., are driven into the ground until the dimension of their upper edges 12 is located slightly below that of the flanges 13 of the beams 11.
- Concrete 15 is then poured into the substantially closed space situated between the platform 5, the ground 1 and the massive embankments 14 (see fig. 3), as described in FR-A-2 190 129.
- This operation can be carried out by means of concrete injection nozzles 16 which are engaged in openings 17 made in the platform 5.
- the platform 5 is securely fixed to the concrete by the beam which stiffens it.
- the mass of concrete 15 completely covers the upper part of the sheet piles 8, which constitute the cross-sections 9, 10 ...
- the foundation thus obtained can then serve as a base for a dam body or constitute the raft of a movable closure system with valve 19 (see fig. 4) as described for example in FR-A-2 458 633.
- the dividing curtains 9, 10, ..., arranged between the upstream 3 and downstream 4 curtains considerably increase the sliding resistance of the foundation, sliding which could result from the forces exerted by the pressure of the water in a direction perpendicular to these upstream 3 and downstream 4 curtains.
- the dividing curtains 9, 10 ... each offer, thanks to the grooves 20 formed by the juxtaposed sheet piles 8 considerable resistance and even practically infinite resistance to displacement in a direction parallel to their plane.
- the slip resistance of the foundation with respect to a force applied parallel to the cross curtains 9, 10 ... increases with the number of curtains 9, 10 ... It is all the more important as the distance L (see fig. 2) between two adjacent cross curtains 9, 10 ... is lower. Between two cross curtains, the raft constitutes a beam whose height corresponds to a significant fraction of the span.
- the invention can also be applied to the case of non-submerged foundations, resting on a slippery floor and liable to be subjected to significant forces comprising a horizontal component such as that which could result from a push of the earth.
- the use of the platform 5 for pouring concrete 15 is of course not necessary. Frequently, the light curtains can also be removed.
Description
- La présente invention concerne un procédé pour l'amélioration de la résistance au glissement d'un ouvrage de génie civil, conformément au préambule de la revendication principale, qui risquerait de se déplacer en raison des efforts qu'il est appelé à supporter, particulièrement lorsque les efforts en question comportent une composante horizontale.
- L'invention vise également une fondation, conformément au préambule de la revendication 2, réalisée selon le procédé précité. Les composantes horizontales précitées apparaissent, notamment lorsque l'ouvrage considéré est soumis sur deux faces opposées à des pressions d'eau différentes et qu'il joue ainsi un rôle de barrage.
- Des efforts horizontaux analogues apparaissent lorsqu'un ouvrage construit à terre est soumis à une poussée des terres.
- Dans les deux cas ci-dessus, l'ouvrage risque de glisser sur le sol sur lequel il repose. Ce risque est faible, lorqu'il s'agitd'un sol rocheux ou d'alluvions de bonne qualité, ayant un angle de frottement interne satisfaisant. Il en va différemment si le sol est plus ou moins argileux ou vaseux.
- Le procédé de consolidation d'une fondation par un ou plusieurs murs de refend, qui constitue l'objet de la présente invention, a un caractère très général et est déjà connu du FR-A-2 088 676 ou du FR-A-2 190 129. Il prendra évidemment des formes différentes suivant le type considéré d'ouvrage supportant des efforts horizontaux, dont la fondation doit être consolidée. On décrira son application dans le cas du type particulier d'ouvrage faisant l'objet du FR-A-2 190 129.
- Dans ce procédé, on immerge dans l'eau une plate-forme pour la faire reposer sur deux rideaux parallèles de palplanches enfoncée dans le sol. On coule ensuite le béton sous la plate-forme de façon à remplir l'espace compris entre le sol, cette plate-forme et les deux rideaux. On réalise ainsi un massif de béton qui constitue le radier ou l'assise du corps du barrage.
- L'un des rideaux de palplanches est situé à l'aplomb de la face amont du barrage, tandis que l'autre est disposé le long de la face aval. La résistance des fondations ainsi réalisées dépend en partie de la résistance des deux rideaux parallèles ancrés dans le sol. On observera cependant que ces deux rideaux travaillent perpendiculairement à leur plan et sont, de ce fait, susceptibles de se déformer.
- Le but de la présente invention est de fournir un procédé permettant d'améliorer la résistance au glissement de la fondation d'un ouvrage de génie civil exposé à supporter des efforts ayant une composante horizontale comprenant un massif de béton en contact avec le sol.
- Suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on bat dans le sol des rideaux de pal pl anches métalliques parallèles à la direction des efforts que l'ouvrage aura à supporter, rideaux que l'on appelle rideaux de refend et en ce que, après avoir battu les palplanches dans le sol sans les enfoncer complètement, on coule le béton constituant le massif en béton autour des parties supérieures en saillie par rapport au sol des rideaux de refend de telle sorte que celles-ci soient noyées dans ledit massif.
- Du fait que les parties supérieures des rideaux de refend sont noyées dans le massif en béton, les palplanches de ces rideaux de refend ne peuvent pas glisser les unes par rapport aux autres sous l'action d'un effort horizontal s'exerçant dans le plan du rideau en question. Mises dans l'impossibilité de glisser comme il vient d'être dit et accrochées les unes aux autres par leurs serrures, elles constituent un mur monolithique résistant et indéformable qui ne pourrait se déplacer que tout d'une pièce.
- Comme, par ailleurs, le rideau de refend ne pourrait se déplacer dans son plan par rapport au sol que sous l'action d'efforts considérables, supérieurs à ceux que l'on doit envisager, le massif de béton se trouvera solidement ancré dans le sol.
- Un autre but de l'invention est de créer une fondation exposée à supporter des efforts ayant une composante horizontale, comprenant une plate-forme servant de coffrage supérieur à un massif de béton, cette plate-forme étant raidie sur sa face inférieure par une poutraison et reposant sur deux rideaux de palplanches métalliques battues dans le sol de telle sorte que leurs parties supérieures fassent saillie par rapport au sol et disposés perpendiculairement à la composante horizontale des efforts, le béton remplissant l'espace compris entre le sol, la plate-forme et les rideaux de palplanches.
- Suivant l'invention cette fondation caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des rideaux de refend constitués par des palplanches métalliques battues dans le sol parallèlement à la composante horizontale des efforts et en ce que ces rideaux de refend sont disposés sous la poutraison et que leur partie supérieure, en saillie par rapport au sol est noyée dans le massif de béton, ledit massif reliant ainsi les rideaux de refend à la poutraison qui raidit la plate-forme.
- D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
- La fig. 1 est une vue schématique transversale montrant une plate-forme conforme à l'invention reposant sur deux rideaux parallèles de palplanches, avant la constitution du massif de béton,
- la fig. 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la fig. 1,
- la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1, montrant la coulée du béton sous la plate-forme,
- la fig. 4 représente, en coupe schématique, l'application de l'invention à la réalisation d'une fondation de barrage mobile.
- Pour réaliser les fondations immergées en mer ou en rivière d'un radier de barrage mobile ou de l'assise d'un ouvrage de génie civil, on procède éventuellement à un dragage, puis on enfonce dans le sol 1 par battage, une série de palplanches 2 de façon à former deux rideaux parallèles de palplanches 3 et 4, sensiblement perpendiculaires au sens F du courant d'eau (voir fig. 1). Le rideau 3 est disposé en amont par rapport au rideau 4 relativement au sens F précité du courant d'eau.
- Les palplanches 2 des rideaux 3 et 4 sont accrochées les unes aux autres par leurs serrures 2a, 2b, comme indiqué sur la fig. 2.
- Les rideaux parallèles 3 et 4 sont destinés à servir de support à une plate-forme 5 dont les bords longitudinaux 5a, 5b sont rabattus en 6 et 7.
- Avant la mise en place de cette plate-forme 5 sur les rideaux 3 et 4, on enfonce dans le sol 1, entre les rideaux parallèles 3 et 4, une série de palplanches 8, de façon à former des rideaux 9, 10..., dits de refend, perpendiculaires aux rideaux 3 et 4. Ces palplanches 8 sont accrochées les unes aux autres par leurs serrures 8a, 8b, tandis que les extrémités 9a, 9b, 10a, 10b, de ces rideaux 9, 10 sont de préférence reliées aux deux rideaux parallèles 3 et 4. Les cannelures 20 des divers rideaux s'ouvrent alternativement dans des directions opposées.
- Dans le cas de la réalisation représentée, la plate-forme 5 présente sur sa surface inférieure 5a, une poutraison qui donne à la tôle la rigidité indispensable, poutraison qui est représentée schématiquement par les poutres 11. Les palplanches 8 des rideaux de refend 9,..., sont enfoncées dans le sol jusqu'à ce que la cote de leurs bords supérieurs 12 soit située légèrement en dessous de celle des semelles 13 des poutres 11.
- Après mise en place de la plate-forme 5 sur les rideaux 3 et 4, on constitue le long de ces derniers et contre les bords 6 et 7 de la plate-forme 5, des massifs d'alluvions 14, de façon à obturer l'espace compris entre le sol 1 et ces bords 6 et 7.
- On coule ensuite du béton 15 dans l'espace sensiblement fermé situé entre la plate-forme 5, le sol 1 et les talus massifs 14 (voir fig. 3), comme décrit dans le FR-A-2 190 129. Cette opération peut être effectuée au moyen de buses d'injection de béton 16 que l'on engage dans des ouvertures 17 pratiquées dans la plate-forme 5.
- Une fois la masse de béton 15 durcie, la plate-forme 5 se trouve solidement fixée au béton par la poutraison qui la raidit.
- La masse de béton 15 enrobe d'autre part entièrement la partie supérieure des palplanches 8, qui constituent les rideaux de refend 9, 10...
- La fondation ainsi obtenue peut alors servir de soubassement à un corps de barrage ou constituer le radier d'un système de bouchure mobile à clapet 19 (voir fig. 4) tel que décrit par exemple dans le FR-A-2 458 633.
- Les rideaux de refend 9, 10,..., disposés entre les rideaux amont 3 et aval 4 augmentent considérablement la résistance au glissement de la fondation, glissement qui pourrait résulter des efforts exercés par la pression de l'eau dans une direction perpendiculaire à ces rideaux amont 3 et aval 4.
- Cette résistance résulte d'une part de la liaison des rideaux de refend 9, 10,..., avec le sol 1 et d'autre part de la liaison de ces rideaux 9, 10,..., avec le massif de béton 15 solidaire du radier.
- Les rideaux de refend 9, 10... offrent chacun, grâce aux cannelures 20 formées par les palplanches juxtaposées 8 une résistance considérable et même pratiquement infinie à un déplacement dans une direction parallèle à leur plan.
- La résistance au glissement de la fondation à l'égard d'une force appliquée parallèlement aux rideaux de refend 9, 10... croît avec le nombre des rideaux 9, 10... Elle est d'autant plus importante que la distance L (voir fig. 2) comprise entre deux rideaux de refend adjacents 9, 10... est plus faible. Entre deux rideaux de refend, le radier constitue une poutre dont la hauteur correspond à une fraction importante de la portée.
- Par ailleurs, de bonnes conditions d'ancrage de la dalle de béton 15 relativement au sol 1 sont réalisées lorsque la partie supérieure des palplanches 8 composant les rideaux de refend 9, 10... est noyée dans le béton 15 sur une hauteur H comprise entre 0,30 et 1 m.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
- Ainsi l'invention peut s'appliquer également au cas de fondations non immergées, reposant sur un sol glissant et susceptibles d'être soumises à des efforts importants comportant une composante horizontale telle que celle qui pourrait résulter d'une poussée des terres.
- Dans de telles fondations non immergées, l'utilisation de la plate-forme 5 pour couler le béton 15 n'est bien entendu pas nécessaire. Fréquemment, les rideaux parafouilles pourront eux aussi être supprimés.
- Par ailleurs, pour construire un mur de refend monolithique, résistant et indéformable, on pourrait utiliser non pas des palplanches métalliques, mais avoir recours à la technique bien connue des parois moulées dans le sol, pour y construire directement un mur en béton armé.
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