EP0489054B1 - Structures cellulaires pour murs de soutenement - Google Patents

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EP0489054B1
EP0489054B1 EP90912402A EP90912402A EP0489054B1 EP 0489054 B1 EP0489054 B1 EP 0489054B1 EP 90912402 A EP90912402 A EP 90912402A EP 90912402 A EP90912402 A EP 90912402A EP 0489054 B1 EP0489054 B1 EP 0489054B1
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EP
European Patent Office
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elements
embankment
embedding
facing
cellular structure
Prior art date
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EP90912402A
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German (de)
English (en)
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EP0489054A1 (fr
Inventor
Valerian Curt
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP0489054B1 publication Critical patent/EP0489054B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0216—Cribbing walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0225—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill
    • E02D29/0241—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill the retention means being reinforced earth elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/20—Bulkheads or similar walls made of prefabricated parts and concrete, including reinforced concrete, in situ

Definitions

  • the present invention relates to new cellular structures for the realization retaining walls according to claims 1 and 2 and to methods of erecting a retaining wall according to claims 15, 16 and 17.
  • the present invention aims to put to a new realization of structures cellphones for retaining walls that use materials existing on the market.
  • the present invention also aims to develop a cellular structure which is very simple as much in terms of manufacture of the structural elements constituting it that at the level of its implementation.
  • the present invention also aims to develop a cellular structure economic.
  • the present invention also aims to develop a cellular structure whose facing can be built with different elements of finish.
  • a form of advantageous embodiment of the invention provides a cell structure supporting an embankment which includes a substantially facing structure vertical and a pair of built-in structures in substantially vertical lattices.
  • Each mounting structure is suitable for mounting to a respective vertical edge of the structure of facing.
  • the facing structure is adapted to to define a facade of the cellular structure.
  • the installation structures are adapted to extend into the embankment.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides a cellular structure of embankment support which includes a structure of substantially vertical facing and a structure mounting formed of at least one bracket.
  • Stirrup is adapted to connect each of its two ends at a respective vertical ledge of the facing structure.
  • the stirrup forms a structure in "U" shape adapted to extend so substantially horizontal in the embankment.
  • the facing structure is adapted to define a facade of the cellular structure.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides a cellular structure rigid backfill support that includes at least a concrete foundation element and an element of precast concrete facing suitable for fixing substantially vertically to the element of foundation using first means of connection.
  • a pair of concrete inserts prefabricated are adapted to be fixed so substantially vertical to the foundation element at using second connection means.
  • cellular structures for retaining walls include basic structural elements which are metallic or synthetic mesh.
  • the trellis can be combined with sheet metal elements, cables or precast concrete. The juxtaposition and the backfill of these cellular structures form retaining walls.
  • the two basic elements of a structure cell are the facing elements and the mounting elements.
  • the cells in "U" shape are open towards the massifs with the trellis facing 1 and embedding in trellis 2.
  • Cells can also be made fictitiously closed, consisting of facing in trellis 1 and stirrup recesses 3 (figure 2).
  • the facings can consist of bars or independent metal dishes or even cables. All these facing elements can be put in combination with precast concrete elements. Also, cells with block facing architectural concrete of small or large dimensions can be done.
  • these types of structures can be defined as massifs composites, monolithic, produced by the interdependence between an earth massif and a structure.
  • FIG. 1 The structure illustrated in Figure 1 is executed by the juxtaposition of cells in continuous trellis panels, or in elements independent of facing and embedding in lattice 1 and 2. In the latter case, the elements independent are assembled with rods 4.
  • this facade covering is represented by applying shotcrete 6.
  • This coating can be aesthetic or of resistance.
  • the facade cladding is consisting of masonry in concrete blocks architectural or dressed stone 7. These blocks of concrete can be the ones we use for building facades or they can be designed specially for retaining walls.
  • the masonry is reinforced and linked to the structure of facing 1.
  • the space between the masonry on facade 7 and the cell structure can be filled with concrete 8.
  • this type structure allows insertion into the facing small elements in precast concrete.
  • Concrete blocks for facing are designed to these ends and the erection of facings is carried out according to principles of dry masonry ( Figure 7).
  • the horizontal reinforcement of the facing 9 can be made in round bars or flat metallic.
  • Figures 7 and 7a illustrate the use of metal dishes.
  • the frame vertical 10 can be made in round bars or pipes.
  • the precast concrete blocks 11 are designed for these purposes.
  • the facings produced can thus have the desired aesthetic.
  • Optional neoprene type seals 12 can be used when the cell structure is subject to significant stress.
  • Figures 8 and 9 illustrate cell structures of the same type as those described respectively in Figures 1 and 2 but in which the facing structure is designed to receive large flat panels.
  • the horizontal bars of the facing 13 have a broken geometry that develops from a rod assembly 4 to another. The changes of direction of the horizontal bars 13 take place at level of vertical bars 14. Cables can replace horizontal bars 13.
  • Figures 10 and 11 illustrate the cellular structures described in Figures 8 and 9 additionally comprising precast concrete panels large dimensions 15 which have been inserted into the facade.
  • the precast concrete panels 15 are characterized by the fact that two of their dimensions (width and height) are large compared to the third (depth). These panels 15 are designed to resist the push of the land.
  • the signs 15 are also designed to be able to assemble with lattice recesses 2 or in stirrups 3.
  • This type of structure composite is that a flat facing is obtained while preserving the cell principle open or fictitiously closed towards the premise at support.
  • Figure 12 illustrates the details of structures described in Figures 8 to 11.
  • the horizontal reinforcements of the facing are bars round or cables 13.
  • Vertical bars 14 are perforated pipes or not.
  • Type bands neoprene 16 are provided for horizontal joints ( Figure 12a).
  • This type of structure is thus carried out dry with neoprene seals and as studs assembly, perforated pipes or not.
  • pipe studs allows the retransmission of cable stresses to concrete studs and studs on larger surfaces great.
  • Perforated pipe studs allow, after the execution of the work, to carry out injections in order to achieve the monolithism of the facing.
  • Pipe studs also allow carry out post-tensioning of the facade if desired. Also, cables housed inside the pipes can extend to the foundation so that can then be post-tensioned.
  • Figures 13 and 14 illustrate cellular structures having recesses in trellis 2 or in stirrups 3 characterized by facings in precast concrete elements 17 mounted openwork.
  • the facing can also be made of wooden planks.
  • the assembly elements are bars or pipes 18. Post-tensioned or not, these elements 18 also allow cables to be accommodated of post-tension and also the realization of injection. In the overlapping area of concrete elements prefabricated 17, i.e. at the ends of these last, we can have one or more elements assembly 18.
  • This type of cell structure can be backfilled with stone of appropriate dimensions or with soil.
  • the voids in the facade are filled with sheet metal, asbestos-cement, geotextile, etc.
  • the precast concrete element 17 of form parallelepiped is characterized in that its dimensions in its cross section are small relative to its length. Opposite faces can be parallel or not. These are designed to take back the thrust of the land, to be able to assemble with the recesses in trellis 2 or in stirrups 3 and to make columns on the area of their overlap.
  • Figure 29 illustrates the use of openwork cell structures such as described above for the realization of the walls of support 43.
  • the openings have not been sealed so as to allow the vegetation to grow across the facade of retaining walls 43.
  • Figure 30 illustrates a wall 44 of support in its lower part and elevation in its upper part on two sides.
  • the wall in elevation primarily serves as a noise barrier; it is why all of its openings were closed.
  • Figures 15 to 17 illustrate cellular structures with facing in panels of concrete, small or medium-sized. The same principles of the cellular structures described previously are respected.
  • Figure 15 illustrates a cellular structure with recessing in stirrups 3, although lattice recesses can also be used, and concrete blocks architectural of small or medium dimensions 20.
  • Architectural concrete blocks 20 or blocks in cut stone are masonry using rods vertical or studs 19. These rods 19 have a part a role of resistance and, on the other hand, a role of connection between the facing and the recesses.
  • the recesses in stirrups 3 are housed in the vertical joints (figure 16) or in the horizontal joints (figure 17).
  • the stirrup recesses are made in metallic or synthetic dishes (figure 16) or in round or square bars (Figure 17).
  • Figure 17 where the recesses 3 are housed in horizontal joints, type joints neoprene 12, similar to those of structures cell phones with integrated coating (Figure 7), are planned.
  • the structures described below are retaining walls made of reinforced concrete elements prefabricated, large, assembled by post-tension in a mud trench or in water, so as to achieve a rigid cellular structure in the shape of a "U" (fig. 18 to 25) using the same theoretical principles as those of the structures described before.
  • the assembly elements shown generally by perforated pipes or not, are used guide for mounting and ultimately can be tensioned directly or through tie rods anchored in the foundation.
  • the same pipes can be used to inject mortar.
  • Rigid cell structures are made up of facings which are elements which resume the stresses due to the push of the earth and water.
  • the recesses are elements which take up the requests of siding and other structures for forward to the foundation.
  • the assemblies are perforated or non-perforated pipes of appropriate dimensions having the multiple functions described below. Concrete poured on site serves as a foundation on the one hand and completes the structure on the other hand.
  • the foundation elements 23 which are then set up include holes 24 provided for pouring concrete under the foundation elements 23.
  • Foundation elements 23 are an integral part of the recesses and are positioned at the planned depth on a layer of concrete.
  • the pouring of the foundation concrete can precede the installation of the prefabricated elements or concrete can be poured through holes 24 planned for this operation.
  • Pipes 25 fixed to the elements of foundation 23 serve for guiding the elements prefabricated and then they are used for the post-tension and for injection.
  • the first built-in elements 26 descended along the guide elements 25 to their final position. Then follows the bet in place of the facing elements 27 (FIG. 20). The concrete 28 is then poured in place.
  • Neoprene bands can be provided to improve the tightness of the structure and also ensure better contact between seals horizontal.
  • the fresh concrete will be poured between the prefabricated elements and the earth, thus completing the structure.
  • FIGS 18 to 21 illustrate a dock infrastructure. These are structures rigid cell containing earth. The structure-soil interdependence is highlighted. This type of structure can be used for docks of all kinds, whether made using a trench of mud (figure 18), or directly in the water.
  • the facing elements are continuous in the sense of height while the recesses can be hollowed out to lighten the prefabricated and to get better monolithism with concrete poured in place or with the fill ( Figure 21).
  • the recesses can be realized in elements of metal frame and concrete poured in place.
  • Figures 22 to 25 illustrate a building infrastructure.
  • the erection stages are similar to those found in Figures 18 to 21. In this case, these are cellular structures rigid with cleared recesses. This structure will be used especially for the realization large buildings with multiple basements.
  • the prefabricated elements of facing and buttresses can have their height equal to the distance between floors (figure 25).
  • the buttress ends can be seating points for the columns of the building superstructure.
  • the elements of buttresses can be more or less hollowed out, depending on their degree of stress (figure 25).
  • the floors that are executed represent good horizontal bracing, results in an increase in stability.
  • Figure 22 illustrates a mud trench 29 with low walls guide 30 which are designed to house the structure rigid cell for basements buildings.
  • FIG 23 illustrates the installation of foundation elements 31 which include holes 34 in order to pour the concrete under the foundations. Of guide pipes 35 are fixed on the elements of foundation 31.
  • Figure 25 is an elevational view of mounting elements 32 over the height of a storey. It includes the floor 38 and the structure of a floor 39. Optionally, tie rods post-tension 37 are arranged inside the guide pipes 35.
  • Rigid cell structures can be made perfectly waterproof.
  • An advantage very important for the use of this type of structure resides in the total absence of tie rods anchor outside the boundary of the construction, what we find at the walls classics made in a mud trench.
  • Figures 26 to 28 Some practical examples of structures in rigid veil are illustrated in Figures 26 to 28.
  • Figure 26 illustrates a platform in deep water 40 using several of the structures rigid cells described in Figures 18 to 21.
  • Figures 27a and 27b illustrate an infrastructure of buildings 41 using cellular structures Figures 22 to 25.
  • Figures 28 and 28a illustrate the infrastructure of a building 42 (the large basements) located at the edge of the water.
  • the rigid cell structure is solicited by earth or water.

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Description

DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention est relative à de nouvelles structures cellulaires pour la réalisation de murs de soutènement, selon les revendications 1 et 2 et à des méthodes d'érection d'un mur de soutènement selon les revendications 15, 16 et 17.
TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans mon brevet canadien 1.186.516, je divulgue une structure cellulaire comprenant deux murs droits d'encastrement joints par un mur arqué qui forme la façade de la structure cellulaire. Dans ce type de module, la pression latérale de la masse retenue entre les murs de la structure cellulaire maintient ceux-ci immobiles. En effet, la pression latérale exercée par la masse retenue ancre les murs retenant cette masse.
Dans le brevet américain 4.341.491, on retrouve une structure cellulaire comprenant des murs pleins verticaux comme parement à l'avant de la structure cellulaire et des treillis verticaux à l'arrière de la structure cellulaire. Les treillis arrières sont noyés dans la masse à retenir et sont reliés aux parements pleins par des tirants horizontaux retenus en position par des supports verticaux retrouvés à intervalles entre le parement plein et le treillis arrière et ancrés à leur base dans le sol.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de mettre au point une nouvelle réalisation de structures cellulaires pour murs de soutènement qui utilisent des matériaux existant sur le marché.
La présente invention a également pour but de mettre au point une structure cellulaire qui est d'une très grande simplicité autant au niveau de la fabrication des éléments structuraux la constituant qu'au niveau de sa mise en oeuvre.
La présente invention a également pour but de mettre au point une structure cellulaire économique.
La présente invention a également pour but de mettre au point une structure cellulaire dont le parement peut être maçonné de différents éléments de finition.
D'après les buts précédents, une forme de réalisation avantageuse de l'invention fournit une structure cellulaire de soutien d'un remblai qui comprend une structure de parement sensiblement verticale et une paire de structures d'encastrement en treillis sensiblement verticales. Chaque structure d'encastrement est adaptée pour être montée à un rebord vertical respectif de la structure de parement. La structure de parement est adaptée afin de définir une façade de la structure cellulaire. Les structures d'encastrement sont adaptées afin de se prolonger dans le remblai.
Une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention fournit une structure cellulaire de soutien d'un remblai qui comprend une structure de parement sensiblement verticale et une structure d'encastrement formée d'au moins un étrier. L'étrier est adapté afin de connecter chacune de ses deux extrémités à un rebord vertical respectif de la structure de parement. L'étrier forme une structure en "U" adaptée pour se prolonger de façon sensiblement horizontale dans le remblai. La structure de parement est adaptée afin de définir une façade de la structure cellulaire.
Une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention fournit une structure cellulaire rigide de soutien d'un remblai qui comprend au moins un élément de fondation en béton et un élément de parement en béton préfabriqué adapté pour être fixé de façon sensiblement verticale à l'élément de fondation à l'aide de premiers moyens de connexion. Une paire d'éléments d'encastrement en béton préfabriqué sont adaptés pour être fixés de façon sensiblement verticale à l'élément de fondation à l'aide de deuxièmes moyens de connexion.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
  • La figure 1 est une vue en perspective illustrant une série de structures cellulaires selon une première forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les parements et les encastrements sont en treillis;
  • La figure 2 est une vue en perspective illustrant une série de structures cellulaires selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les parements sont en treillis et les encastrements sont en étriers;
  • La figure 3 est une vue en plan illustrant le remblayage des structures cellulaires des figures 1 et 2 au moyen d'un coffrage perdu, et illustrant également une façade en béton projeté;
  • La figure 4 est une vue en plan similaire à la figure 3 mais dans laquelle la façade est une maçonnerie en blocs de béton;
  • La figure 5 est une vue en perspective similaire à la figure 1, mais dans laquelle la structure de parement est constituée de barres indépendantes;
  • La figure 6 est une vue en perspective similaire à la figure 2, mais dans laquelle la structure de parement est constituée de barres indépendantes pour recevoir des blocs de béton architectural;
  • La figure 7 est une section horizontale illustrant les structures décrites aux figures 5 et 6 adaptées d'une façade en blocs de béton;
  • La figure 7a est une section prise le long de la ligne 7a-7a de la figure 7 illustrant un montage des blocs de béton à la structure de parement;
  • La figure 8 est une vue en perspective similaire à la figure 1, mais dans laquelle la structure de parement est conçue pour recevoir des panneaux en béton préfabriqué;
  • La figure 9 est une vue en perspective similaire à la figure 2, mais dans laquelle la structure de parement est conçue pour recevoir des panneaux en béton préfabriqué;
  • La figure 10 est une vue en perspective illustrant une façade en panneaux de béton adaptée à la structure cellulaire de la figure 8;
  • La figure 11 est une vue en perspective illustrant une façade en panneaux de béton adaptée à la structure cellulaire de la figure 9;
  • La figure 12 est une section horizontale des structures décrites aux figures 10 et 11;
  • La figure 12a est une section prise le long de la ligne 12a-12a de la figure 12;
  • La figure 13 est une vue en perspective similaire à la figure 1, mais dans laquelle la structure de parement comprend des éléments en béton préfabriqué définissant une structure ajourée;
  • La figure 14 est une vue en perspective similaire à la figure 2, mais dans laquelle la structure de parement comprend des éléments en béton préfabriqué définissant une structure ajourée;
  • La figure 15 est une vue en perspective similaire à la figure 2, mais dans laquelle la structure de parement comprend des blocs de béton architectural;
  • La figure 16 est une vue en plan de la structure de la figure 15;
  • La figure 17 est une section en plan illustrant une variante de la structure montrée aux figures 15 et 16;
  • La figure 18 est une vue en plan illustrant la tranchée de boue servant à loger une structure cellulaire rigide;
  • La figure 19 est une vue en plan illustrant les éléments de fondation de la structure cellulaire rigide;
  • La figure 20 est une vue en plan illustrant une structure cellulaire rigide adaptée aux éléments de fondation de la figure 19;
  • La figure 21 est une vue en élévation basée sur la figure 20;
  • La figure 22 est une vue en plan d'une tranchée de boue conçue pour une structure cellulaire rigide pour sous-sols de bâtiment;
  • La figure 23 est une vue en plan illustrant les éléments de fondation de la structure cellulaire rigide;
  • La figure 24 est une vue en plan de la structure cellulaire rigide adaptée aux éléments de fondation de la figure 23;
  • La figure 25 est une vue en élévation des éléments d'encastrement de la structure cellulaire rigide de la figure 24 sur la hauteur d'un étage;
  • La figure 26 est une vue en plan partiellement brisée illustrant l'application des structures cellulaires rigides pour un quai en eau profonde;
  • Les figures 27a et 27b sont des vues illustrant l'application des structures cellulaires rigides pour une infrastructure de bâtiment;
  • La figure 28 est une vue en plan et la figure 28a est une coupe verticale prise le long de la ligne 28a-28a de la figure 28 illustrant l'infrastructure d'un grand bâtiment situé sur le bord de l'eau;
  • La figure 29 est une vue en perspective d'un mur de soutènement utilisant les structures cellulaires ajourées des figures 13 ou 14; et
  • La figure 30 est une vue en perspective d'un mur de soutènement et d'élévation utilisant les structures cellulaires ajourées des figures 13 et 14.
    • MANIERES DE REALISER L'INVENTION
    Selon une forme de la présente invention, des structures cellulaires pour murs de soutènement comprennent des éléments structuraux de base qui sont des treillis métalliques ou synthétiques. Le treillis peut se combiner avec des éléments en tôle, câbles ou béton préfabriqué. La juxtaposition et le remblayage de ces structures cellulaires forment des murs de soutènement.
    Les deux éléments de base d'une structure cellulaire sont les éléments de parement et les éléments d'encastrement. En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 2, les cellules en forme de "U" sont ouvertes vers les massifs avec les parements en treillis 1 et les encastrements en treillis 2. On peut également réaliser des cellules fictivement fermées, constituées de parements en treillis 1 et d'encastrements en étriers 3 (figure 2).
    Tel qu'il sera décrit en détail plus loin, les parements peuvent être constitués de barres ou de plats métalliques indépendants ou même de câbles. Tous ces éléments de parement peuvent être mis en combinaison avec des éléments de béton préfabriqué. Egalement, des cellules avec parements en blocs de béton architectural de petites ou grandes dimensions peuvent être réalisées.
    Dans l'état actuel des connaissances, ces types d'ouvrages peuvent se définir comme des massifs composites, monolithiques, réalisées par l'interdépendance entre un massif en terre et une structure.
    Tous les éléments métalliques formant la structure cellulaire sont protégés adéquatement contre la corrosion. L'assemblage des parements 1 aux encastrements 2 ou 3 se fait par l'intermédiaire de tiges, de barres rondes ou de tuyaux 4.
    La structure illustrée à la figure 1 s'exécute par la juxtaposition des cellules en panneaux de treillis continue, ou en éléments indépendants de parements et d'encastrements en treillis 1 et 2. Dans le dernier cas, les éléments indépendants sont assemblés avec les tiges 4.
    La structure de la figure 2 comprenant des parements en treillis et des encastrements en étriers est assemblée avec les tiges 4.
    Les structures décrites ci-dessus peuvent être remblayées avec de l'enrochement. Dans le cas d'indisponibilité de l'enrochement, l'utilisation de terre est possible avec interposition d'une membrane entre le remblai et le parement en treillis 1. Tel qu'illustré à la figure 3, cette membrane qui est une sorte de coffrage perdu 5 peut être fait en tôle métallique, en plastique ou en asbeste-ciment. Une géotextile épaisse peut également être utilisée.
    Lorsque l'ouvrage composite est érigé, la deuxième phase consiste à compléter l'ouvrage du point de vue esthétique. En se référant à la figure 3, ce revêtement en façade est représenté par l'application de béton projeté 6. Ce revêtement peut être esthétique ou de résistance.
    A la figure 4, le revêtement en façade est constitué d'une maçonnerie en blocs de béton architectural ou en pierre taillée 7. Ces blocs de béton peuvent être ceux que l'on utilise pour les façades de bâtiments ou ils peuvent être conçus spécialement pour les murs de soutènement. La maçonnerie est armée et liée à la structure de parement 1. En option, l'espace entre la maçonnerie en façade 7 et la structure cellulaire peut être rempli de béton 8.
    Il est également possible d'intégrer les éléments de revêtement aux parements 1. Les structures cellulaires utilisées pour ces fins sont similaires à celles décrites ci-dessus et représentées généralement aux figures 1 et 2. Cependant, la structure sera réalisée avec le parement en barres ou plats indépendants horizontaux 9 ou verticaux 10 tels qu'illustrés aux figures 5 et 6. La mise en place de ces barres ou plats indépendants 9 et 10 se réalise en même temps que le placement des blocs de béton et l'avancement du remblai. Les barres verticales 10 sont ajoutées pendant l'exécution sous forme de goujons.
    Pendant l'exécution de l'ouvrage, ce type de structure permet l'insertion dans le parement d'éléments de petite taille en béton préfabriqué. Les blocs de béton pour le parement sont conçus à ces fins et l'érection de parements se réalise selon les principes d'une maçonnerie sèche (figure 7).
    L'armature horizontale du parement 9 peut être réalisée en barres rondes ou en plats métalliques. Les figures 7 et 7a illustrent l'utilisation de plats métalliques. L'armature verticale 10 peut être réalisée en barres rondes ou tuyaux. Les blocs en béton préfabriqué 11 sont conçus à ces fins. Les parements réalisés peuvent ainsi avoir l'esthétique désirée.
    En option, des joints de type néoprène 12 peuvent être utilisés lorsque la structure cellulaire est sujette à des sollicitations importantes.
    Les figures 8 et 9 illustrent des structures cellulaires de même type que celles décrites respectivement aux figures 1 et 2 mais dans lesquelles la structure de parement est conçue pour recevoir des panneaux plans de grandes dimensions. Les barres horizontales du parement 13 ont une géométrie brisée qui se développe d'une tige d'assemblage 4 à l'autre. Les changements de direction des barres horizontales 13 s'effectuent au niveau des barres verticales 14. Des câbles peuvent remplacer les barres horizontales 13.
    Les figures 10 et 11 illustrent les structures cellulaires décrites aux figures 8 et 9 comprenant en plus des panneaux en béton préfabriqué de grandes dimensions 15 qui ont été insérés dans la façade. Les panneaux en béton préfabriqué 15 sont caractérisés par le fait que deux de leur dimensions (largeur et hauteur) sont grandes par rapport à la troisième (profondeur). Ces panneaux 15 sont conçus pour résister à la poussée des terres. Les panneaux 15 sont également conçus de manière à pouvoir s'assembler avec les encastrements en treillis 2 ou en étriers 3.
    La caractéristique de ce type de structure composite réside dans le fait qu'un parement plan est obtenu tout en préservant le principe de cellules ouvertes ou fictivement fermées vers le massif à soutenir.
    La figure 12 illustre les détails des structures décrites aux figures 8 à 11. Les armatures horizontales du parement sont des barres rondes ou des câbles 13. Les barres verticales 14 sont des tuyaux perforés ou non. Des bandes de type néoprène 16 sont prévues pour les joints horizontaux (Figure 12a).
    Ce type de structure se réalise ainsi à sec avec des joints en néoprène et comme goujons d'assemblage, des tuyaux perforés ou non.
    L'utilisation des goujons-tuyaux permet la retransmission des sollicitations des câbles au goujons et des goujons au béton sur des surfaces plus grandes.
    Les goujons-tuyaux perforés permettent, après l'exécution de l'ouvrage, d'effectuer des injections en vue de réaliser le monolithisme du parement.
    Les goujons-tuyaux permettent également de réaliser la post-tension de la façade si désiré. Egalement, des câbles logés à l'intérieur des tuyaux peuvent se prolonger jusqu'à la fondation de sorte à pouvoir ensuite être post-tensionnés.
    De cette manière, on peut réaliser des murs de soutènement de très grande résistance, surtout au niveau des sollicitations dynamiques.
    Les figures 13 et 14 illustrent des structures cellulaires ayant des encastrements en treillis 2 ou en étriers 3 caractérisées par des parements en éléments de béton préfabriqué 17 montés de manière ajourée. Le parement peut également être constitué de madriers en bois.
    Les éléments d'assemblage sont des barres ou des tuyaux 18. Post-tensionnés ou non, ces éléments 18 permettent également de loger des câbles de post-tension et aussi la réalisation d'injection. Dans la zone de chevauchement des éléments en béton préfabriqué 17, c'est-à-dire aux extrémités de ces derniers, on peut avoir un ou plusieurs éléments d'assemblage 18.
    Ce type de structure cellulaire peut être remblayé avec de la pierre de dimensions appropriées ou avec de la terre. Dans ce dernier cas, les vides dans la façade sont comblés par de la tôle, asbeste-ciment, géotextile, etc.
    Une des particularités de cette structure réside dans le fait qu'elle permet la poussée de la végétation au travers de sa façade tout en conservant une grande stabilité.
    Cependant les espaces entre les éléments préfabriqués 17, côté terre, peuvent être partiellement ou totalement comblés suivant le cas afin de favoriser ou non la croissance de la végétation. Cette obturation se fait généralement avec des blocs de béton architectural.
    L'élément en béton préfabriqué 17 de forme parallélépipède est caractérisé en ce que ses dimensions dans sa section transversale sont petites par rapport à sa longueur. Les faces opposées peuvent être parallèles ou non. Ces éléments sont conçus de manière à reprendre la poussée des terres, à pouvoir s'assembler avec les encastrements en treillis 2 ou en étriers 3 et pour réaliser des colonnes sur la zone de leur chevauchement.
    Il est à noter qu'avec l'effet de colonnes, ce type de parement peut être exécuté sur de faibles hauteurs sans encastrement. Dans la zone de chevauchement, plusieurs éléments ou barres d'assemblage 18, post-contraintes ou non, peuvent être alors utilisés.
    La figure 29 illustre l'utilisation de structures cellulaires à parement ajouré telles que décrites ci-dessus pour la réalisation des murs de soutènement 43. Dans ce cas-ci, les ajourements n'ont pas été obturés de sorte à permettre à la végétation de croítre au travers de la façade des murs de soutènement 43.
    La figure 30 illustre un mur 44 de soutènement en sa partie inférieure et d'élévation en sa partie supérieure de deux côtés. Le mur en élévation sert principalement de mur antibruit; c'est pourquoi tous ses ajourements ont été obturés.
    Avec des structures cellulaires ajourées, on peut donc réaliser des murs de soutènement de tout genre, avec ou sans végétation, des culées de pont, des murs tête de ponceaux et même des ponceaux, des murs en élévation, des murs antibruit, etc.
    Les figures 15 à 17 illustrent des structures cellulaires avec parement en panneaux de béton, de petites ou moyennes dimensions. Les mêmes principes des structures cellulaires décrites auparavant sont respectés. La figure 15 illustre une structure cellulaire avec encastrement en étriers 3, bien que des encastrements en treillis peuvent également être utilisés, et des blocs de béton architectural de petites ou moyennes dimensions 20. Les blocs en béton architectural 20 ou les blocs en pierre taillée sont maçonnés à l'aide de tiges verticales ou goujons 19. Ces tiges 19 ont d'une part un rôle de résistance et, d'autre part, un rôle de liaison entre le parement et les encastrements.
    Les encastrements en étriers 3 sont logés dans les joints verticaux (figure 16) ou dans les joints horizontaux (figure 17).
    Les encastrements en étriers sont réalisés en plats métalliques ou synthétiques (figure 16) ou en barres rondes ou carrées (figure 17). Dans le cas de la figure 17, où les encastrements 3 sont logés dans les joints horizontaux, des joints de type néoprène 12, similaires à ceux des structures cellulaires à revêtement intégré (figure 7), sont prévus.
    Les structures décrites ci-après sont des murs de soutènement en éléments de béton armé préfabriqué, de grandes dimensions, assemblés par post-tension dans une tranchée de boue ou dans l'eau, de manière à réaliser une structure cellulaire rigide en forme de "U" (fig. 18 à 25) utilisant les mêmes principes théoriques que ceux des structures décrites auparavant.
    Les préfabriqués sont des éléments lourds faits en usine, transportés et placés dans le milieu liquide avec des engins appropriés.
    Les éléments d'assemblage, représentés généralement par des tuyaux perforés ou non, servent de guide pour le montage et finalement peuvent être mis en tension directement ou par l'intermédiaire de tirants ancrés dans la fondation. Les mêmes tuyaux peuvent être utilisés pour injecter du mortier.
    Une fois les éléments préfabriqués assemblés par post-tension, la structure sera complétée avec du béton coulé en place.
    Les structures cellulaires rigides sont constituées de parements qui sont des éléments qui reprennent les sollicitations dues à la poussée de la terre et de l'eau. Les encastrements sont des éléments qui reprennent les sollicitations des parements et des autres structures pour les transmettre à la fondation. Les assemblages sont des tuyaux perforés ou non de dimensions appropriées ayant les fonctions multiples décrites ci-dessous. Le béton coulé sur place sert de fondation d'une part et complète la structure d'autre part.
    Ces structures peuvent être conçues pour être en étroite interdépendance avec la masse de terre à soutenir ou non. Afin de monter ces structures cellulaires rigides, une tranchée de boue de bentonite 21 (figure 18) est préalablement exécutée avec des murets guide 22, selon les méthodes connues et prouvées.
    Les éléments de fondation 23 qui sont ensuite mis en place (figure 19) comprennent des trous 24 prévus pour couler le béton sous les éléments de fondation 23. Les éléments de fondation 23 font partie intégrante des encastrements et sont positionnés à la profondeur prévue sur une couche de béton.
    La coulé du béton de fondation peut précéder la mise en place des éléments préfabriqués ou le béton peut être coulé à travers les trous 24 prévue pour cette opération.
    Des tuyaux 25 fixés aux éléments de fondation 23 servent pour le guidage des éléments préfabriqués et ensuite ils sont utilisés pour la post-tension et pour l'injection.
    Les premiers éléments d'encastrement 26 sont descendus au long des éléments de guidage 25 jusqu'à leur position finale. Ensuite suit la mise en place des éléments de parement 27 (figure 20). Le béton 28 est ensuite coulé en place.
    L'opération du montage par alternance des encastrements et des parements se poursuit jusqu'à la côte finale.
    Une fois les préfabriqués mis en place, on réalise les opérations de post-tension et le remplissage des tuyaux avec mortier.
    Des bandes de néoprène peuvent être prévues pour améliorer l'étanchéité de la structure et aussi assurer un meilleur contact entre les joints horizontaux.
    En dernière phase, le béton frais sera coulé entre les éléments préfabriqués et la terre, complétant ainsi la structure.
    Les figures 18 à 21 illustrent une infrastructure de quai. Il s'agit de structures cellulaires rigides contenant de la terre. L'interdépendance structure-sol est mise en évidence. Ce type de structure peut s'utiliser pour les quais de tous genres, qu'ils soient réalisés à l'aide d'une tranchée de boue (figure 18), ou directement dans l'eau.
    Les éléments de parement sont continus dans le sens de la hauteur tandis que les encastrements peuvent être évidés pour alléger les préfabriqués et pour obtenir un meilleur monolithisme avec le béton coulé en place ou avec le remblai (figure 21). Les encastrements peuvent être réalisés en éléments de charpente métallique et de béton coulé en place.
    Les figures 22 à 25 illustrent une infrastructure de bâtiment. Les étapes d'érection sont similaires à celles retrouvées aux figures 18 à 21. Dans ce cas, il s'agit de structures cellulaires rigides avec encastrements déblayés. Cette structure sera utilisée surtout pour la réalisation de grands immeubles avec multiples sous-sols.
    La réalisation est identique au cas précédent, mais le comportement structural est différent. Il n'y a pas d'interaction sol-structure puisque les encastrements resteront libres à l'intérieur du bâtiment faisant partie intégrante de sa structure. Dans ce cas, les encastrements deviennent des contreforts (figure 24).
    Les éléments préfabriqués de parement et de contreforts peuvent avoir leur hauteur égale à la distance entre les planchers (figure 25).
    Une fois la structure de soutènement assemblée et le béton coulé en place suffisamment durci, on peut commencer les travaux d'excavation. L'étançonnement perpendiculaire sur les contreforts peut se faire sentir dans le cas de profondeurs importantes.
    Les extrémités de contreforts peuvent être des points d'assise pour les colonnes de la superstructure du bâtiment. Les éléments de contreforts peuvent être plus ou moins évidés, selon leur degré de sollicitation (figure 25).
    Les planchers qui sont exécutés représentent un bon contreventement horizontal, traduit par une augmentation de la stabilité.
    Si nécessaire pour la stabilité d'ensemble, des tirants d'ancrage sont installés à l'intérieur des tuyaux d'assemblage (figure 25).
    Plus particulièrement, la figure 22 illustre une tranchée de boue 29 avec des murets guide 30 qui sont conçus pour loger la structure cellulaire rigide destinée aux sous-sols des bâtiments.
    La figure 23 illustre la mise en place des éléments de fondation 31 qui comprennent des trous 34 en vue de couler le béton sous les fondations. Des tuyaux de guidage 35 sont fixés sur les éléments de fondation 31.
    A la figure 24, la structure en voile-rigide déblayée est illustrée avec ses éléments d'encastrement 32 et ses éléments de parement 33. Entre la structure et la terre, on retrouve le béton de remplissage 36.
    La figure 25 est une vue en élévation des éléments d'encastrement 32 sur la hauteur d'un étage. On y retrouve le radier au sol 38 et la structure d'un plancher 39. En option, des tirants de post-tension 37 sont disposés à l'intérieur des tuyaux de guidage 35.
    Les structures cellulaires rigides peuvent être réalisées parfaitement étanches. Un avantage très important pour l'utilisation de ce type de structure réside en l'absence totale de tirants d'ancrage à l'extérieur de la limite de la construction, ce que l'on retrouve au niveau des murs classiques réalisés dans une tranchée de boue.
    Quelques exemples pratiques de structures cellulaires en voile-rigide sont illustrés aux figures 26 à 28. La figure 26 illustre un quai en eau profonde 40 utilisant plusieurs des structures cellulaires rigides décrites aux Figures 18 à 21. Les figures 27a et 27b illustrent une infrastructure de bâtiments 41 utilisant les structures cellulaires des figures 22 à 25. Les figures 28 et 28a illustrent l'infrastructure d'un bâtiment 42 (les sous-sols) de grandes dimensions situé au bord de l'eau. Dans ce cas, la structure cellulaire rigide est sollicitée par la terre ou par l'eau.
    Un des grands avantages de l'utilisation de structures cellulaires avec parement en treillis et encastrement en treillis ou en étriers et également des autres structures cellulaires décrites ci-dessus réside dans le fait que les matériaux nécessaires pour leur érection existe sur le marché.
    Ces structures sont d'une très grande simplicité de par la fabrication des éléments structuraux et de par leur mise en oeuvre. Elles peuvent accommoder plusieurs genres de façade, permettant par conséquent de donner l'esthétique désiré au mur de soutènement ainsi érigé. Sous leurs différentes formes, ces structures cellulaires ont plusieurs applications.

    Claims (24)

    1. Une structure cellulaire de soutènement d'un remblai, comprenant un élément de parement (1) sensiblement vertical, une paire d'éléments d'encastrement sensiblement verticaux, ledit élément de parement (1) formant une façade de ladite structuré cellulaire, chaque élément d'encastrement se prolongeant à partir d'une extrémité latérale respective dudit élément de parement (1) dans la direction du remblai; caractérisée en ce que ladite structure cellulaire, lorsqu'installée, a sensiblement la forme d'un "U" et est ouverte vers le remblai, lesdits éléments d'encastrement comprenant des éléments en treillis (2) qui se prolongent de façon séparée l'un de l'autre à partir dudit élément de parement (1) et qui sont retenus derrière ledit élément de parement (1) par le remblai.
    2. Une structure cellulaire de soutènement d'un remblai comprenant un élément de parement (1) sensiblement vertical, ledit élément de parement (1) formant une façade de ladite structure cellulaire, un élément d'encastrement ayant sensiblement la forme d'un "U" et ayant chacune de ses deux extrémités connectée à une extrémité latérale respective dudit élément de parement (1); caractérisée en ce que ledit élément d'encastrement est formé d'au moins un étrier (3), chaque étrier (3) se prolongeant derrière ledit élement de parement (1) de façon libre et sensiblement horizontale, n'étant supporté que par le remblai lui-même.
    3. Une structure cellulaire suivant la revendication 2 dans laquelle ledit élément d'encastrement (3) est constitué d'au moins deux étriers selon la hauteur de la structure cellulaire, lesdits étriers (3) étant montés audit élément de parement (1) de façon espacée dans un plan vertical et se prolongeant dans le remblai de façon sensiblement parallèle et horizontale.
    4. Une structure cellulaire suivant les revendications 1 ou 2 dans laquelle ledit élément de parement (1) est un treillis métallique ou synthétique.
    5. Une structure cellulaire suivant la revendication 1 dans laquelle ledit élément d'encastrement (2) est un treillis métallique ou synthétique.
    6. Une structure cellulaire suivant la revendication 2 dans laquelle ledit élément d'encastrement (3) est constitué d'étriers métalliques ou synthétiques.
    7. Une structure cellulaire suivant la revendication 2 dans laquelle lesdits étriers (3) sont des bandes plates ou des barres rondes ou carrées.
    8. Une structure cellulaire suivant les revendications 1 ou 2 dans laquelle ledit élément de parement (1) comprend un coffrage perdu (5) et une façade en béton projeté (6).
    9. Une structure cellulaire suivant les revendications 1 ou 2 dans laquelle ladite structure cellulaire comprend un coffrage perdu (5) et une maçonnerie en blocs de béton (7) ou en pierre taillée, ladite façade en maçonnerie (7) étant armée et liée audit élément de parement (1), l'espace entre l'élément de parement (1) et la maçonnerie (7) étant rempli de béton (8).
    10. Une structure cellulaire suivant les revendications 1 ou 2 dans laquelle des tiges verticales (4) connectent les éléments d'encastrement (2,3) aux rebords latéraux des éléments de parement (1).
    11. Un mur de soutènement comprenant plusieurs structures cellulaires suivant la revendication 1, chaque structure cellulaire contenant un remblai, les eléments d'encastrement (2) se prolongeant à partir dudit élément de parement (1) dans le remblai, chaque élément d'encastrement (2) étant appliqué contre un élément d'encastrement (2) similaire d'une structure cellulaire adjacente.
    12. Un mur de soutènement comprenant plusieurs structures cellulaires suivant la revendication 1, chaque structure cellulaire contenant un remblai, chaque élément d'encastrement (2) étant commun à deux structures cellulaires similaires adjacentes, les éléments d'encastrement (2) se prolongeant à partir dudit élément de parement (1) dans le remblai.
    13. Un mur de soutènement comprenant plusieurs structures cellulaires suivant la revendication 2, chaque étrier (3) se prolongeant dans un remblai contenu dans une structure cellulaire respective.
    14. Un mur de soutènement suivant la revendication 11, dans lequel les éléments de parement (1) comprennent un treillis, et dans lequel, pour chaque structure cellulaire, lesdits éléments d'encastrement (2) sont intégraux à leur élément de parement respectif (1).
    15. Une méthode d'érection d'un mur de soutènement comprenant les étapes suivantes:
      a) la disposition de plusieurs structures cellulaires similaires chacune incluant un élément de parement (1) sensiblement vertical et joint à chacun de ses extrémités latérales à un élément d'encastrement sensiblement vertical de sorte que les éléments d'encastrement se prolongent à partir des éléments de parement (1) sensiblement dans la direction du remblai, la disposition se faisant de façon à ce' que chaque élément d'encastrement soit ou bien appliqué contre un élément d'encastrement d'une structure cellulaire similaire adjacente ou commun à deux structures cellulaires adjacentes; et
      b) le remblayage de chacune desdites structures cellulaires;
         caractérisée en ce que lesdits éléments d'encastrement comprennent des éléments en treillis (2) qui se prolongent dans le remblai de façon espacée à partir des éléments de parement (1) et qui sont retenus derrière ledit élément de parement (1) par le remblai, chaque structure cellulaire ayant la forme d'un "U" ouvert vers le remblai.
    16. Une méthode d'érection d'un mur de soutènement comprenant les étapes suivantes:
      a) la disposition généralement parallèle de plusieurs éléments d'encastrement sensiblement verticaux, la disposition se faisant généralement de façon sensiblement perpendiculaire à la façade dudit mur de soutènement;
      b) la jonction de chacun des rebords verticaux extérieurs de chaque paire adjacente d'éléments d'encastrement à une extrémité verticale respective d'un élément de parement (1) sensiblement vertical; et
      c) le remblayage de chacune des structures cellulaires délimitée par chaque paire adjacente d'éléments d'encastrement et par l'élément de parement (1) connecté entre eux;
         caractérisée en ce que lesdits éléments d'encastrement comprennent des éléments' en treillis (2) qui sont espacés les uns des autres et qui sont retenus derrière ledit élément de parement (1) par le remblai, chaque structure cellulaire ayant la forme d'un "U" ouvert vers le remblai.
    17. Une méthode d'érection d'un mur de soutènement comprenant les étapes suivantes:
      a) l'alignement de plusieurs structures. cellulaires similaires chacune incluant un élément de parement (1) sensiblement vertical et un élément d'encastrement connecté à chacune de ses deux extrémités à une extrémité latérale respective dudit élément de parement (1) de façon à former sensiblement un "U" se prolongeant sensiblement à l'encontre dudit élément de parement (1) et donc sensiblement en direction du remblai; et
      b) le remblayage de chacune desdites structures cellulaires;
         caractérisée en ce que chaque élément d'encastrement est formé d'au moins un étrier (3) qui n'est supporté derrière ledit élément de parement (1) que par le remblai lui-même.
    18. Une structure cellulaire suivant les revendications 1 ou 2 dans laquelle ledit élément de parement comprend plusieurs éléments allongés (17) en béton préfabriqué montés sensiblement horizontalement de façon ajourée sur un plan vertical, lesdits éléments allongés (17) se chevauchant à leurs extrémités avec des éléments allongés (17) similaires de structures cellulaires adjacentes.
    19. Une structure cellulaire suivant la revendication 18 dans laquelle l'élément de parement (17) comprend des tiges verticales (18) servant à maintenir en place et à ajuster les éléments allongés (17) se chevauchant de deux structures cellulaires adjacentes, les extrémités desdits éléments allongés (17) étant traversées par lesdites tiges verticales (18).
    20. Une structure cellulaire suivant la revendication 18 dans laquelle une géotextile est positionnée de façon sensiblement verticale entre l'élément de parement (17) et le remblai de façon à permettre un remblai en terre et de permettre une végétation de traverser ledit élément de parement (17) au niveau des ajours ménagés entre lesdits éléments (17) de béton préfabriqué.
    21. Une structure cellulaire suivant la revendication 18 dans laquelle des éléments de béton architectural sont positionnés dans les ajours ménagés entre lesdits éléments (17) de béton préfabriqué.
    22. Un mur de soutènement comprenant plusieurs structures cellulaires suivant la revendication 18, chaque structure cellulaire contenant un remblai, et les éléments d'encastrement (2,3) d'une structure cellulaire se prolongeant à partir d'un élément de parement (17) respectif dans un remblai respectif.
    23. Un mur de soutènement suivant la revendication 22 dans lequel chaque élément de parement (17) comprend des tiges verticales (18) qui traversent les extrémités des éléments allongés (17) se chevauchant de deux structures cellulaires adjacentes pour les maintenir en place.
    24. Un mur de soutènement selon la revendication 22 dans lequel les éléments de parement (17) et les tiges (18) se prolongent verticalement au-dessus dudit mur de soutènement de façon à constituer un mur en élévation, les ajours ménagés entre lesdits éléments (17) de béton préfabriqué dudit mur en élévation étant obturés par des éléments de béton architectural, ledit mur en élévation servant de mur antibruit.
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