EP0512932B1 - Elément préfabriqué modulaire pour l'érection à sec d'ouvrages de soutènement, ouvrage de construction réalisé à partir dudit élément et procédé d'érection à sec dudit ouvrage - Google Patents

Elément préfabriqué modulaire pour l'érection à sec d'ouvrages de soutènement, ouvrage de construction réalisé à partir dudit élément et procédé d'érection à sec dudit ouvrage Download PDF

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EP0512932B1
EP0512932B1 EP92420143A EP92420143A EP0512932B1 EP 0512932 B1 EP0512932 B1 EP 0512932B1 EP 92420143 A EP92420143 A EP 92420143A EP 92420143 A EP92420143 A EP 92420143A EP 0512932 B1 EP0512932 B1 EP 0512932B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
retaining
female
face
male
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92420143A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0512932A1 (fr
Inventor
Marcel Bianco
Patrice Loch
Bruno Resenterra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BIANCO, MIRANDA
Original Assignee
Bianco Miranda
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Publication date
Application filed by Bianco Miranda filed Critical Bianco Miranda
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E02D29/025—Retaining or protecting walls made up of similar modular elements stacked without mortar

Definitions

  • the present invention relates to the general technical field of building and the production of construction works produced from modular prefabricated elements assembled dry.
  • the invention relates, more particularly, to a modular prefabricated element the stacking of which in dry bunk beds allows the construction of construction works, of the type of retaining or submerged works of all types, such as, for example, walls or walls, dykes, quay walls, pierced, paving, paving or other.
  • the invention also relates to structures made from modular prefabricated elements, as well as to the dry erection process of the construction structure.
  • the object of the present invention therefore aims to provide a modular prefabricated element for the dry erection of construction works not having the drawbacks of the elements of the prior art mentioned above and making it possible, in particular, to reduce the thickness of the construction work, without compromising the stability of the assembly.
  • Another object of the invention is to provide a modular prefabricated element making it possible to contain the tensile force developed on the structure outside the retaining veil.
  • Another object of the invention is to provide a modular prefabricated element, the implementation of which proves to be simple, safe, rapid and capable of ensuring precise positioning of the different elements relative to each other.
  • the present invention also relates to a method of producing a retaining or submerged structure from prefabricated modular elements, said method being of a particularly simple, rapid and safe implementation.
  • Fig. 1 shows, in a perspective view, a first alternative embodiment of a prefabricated modular element according to the invention provided with lugs and a flange comprising recesses.
  • Fig. 2 shows, in a perspective view, a second alternative embodiment of a modular prefabricated element according to the invention comprising two lugs and a flange in the shape of a "T" .
  • Fig. 3 shows, in a perspective view, a third alternative embodiment of a modular prefabricated element according to the invention comprising a projecting edge and a drop-down flange with longitudinal engagement.
  • Figs. 4 and 5 show, respectively, in a front view and in a cross-sectional view taken according to the line VV of fig. 4, the details of the variant shown in FIG. 1.
  • Figs. 6 and 7 show, respectively, in a front view and a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6, the details of the embodiment shown in FIG. 2.
  • Figs. 8 and 9 show, respectively, in a front view and a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 8, the details of the embodiment shown in FIG. 3.
  • Fig. 10 shows, in a side view, a retaining structure according to the invention and consisting of a successive stack of modular prefabricated elements.
  • Figs. 11 and 12 show, according to front views, two types of retaining structures produced from modular prefabricated elements according to the invention respectively showing a structure with aligned joints and crossed joints.
  • Fig. 13 shows, in a cross section, the elongation of a work sole using a modular prefabricated element according to the invention.
  • the modular prefabricated element 1, shown in fig. 1, comprises a main body 2 forming a block, of general shape assimilable, for example, to a polyhedron, and constituted, in the present case, preferably, by a cubic or parallelepipedic body.
  • the latter defines a lower face 3 constituting the base of the main body 2, lateral faces 4, an outer facing face 5, an upper bearing face 6 and a retaining face 7 facing the mass to be supported and intended for the contain.
  • the main body 2 can be made of any material suitable for construction and prefabrication by molding and be, for example, in poured concrete.
  • the faces thus defined are generally planar, but may include variations in hollow or protruding volume.
  • Each modular prefabricated element 1 comprises, on its retaining face 7, blocking means intended to cooperate and to act in relation to identical blocking means present on another modular prefabricated element disposed in the structure to be formed, in the immediately upper or lower position.
  • These locking means consist of self-engaging means and comprise at least one male conformation 11 and at least one female conformation 12, arranged in opposition on the retaining face 7, respectively at its upper part and at its lower part close to the base 3.
  • the male conformations 11 are two in number and consist of two lugs aligned with respect to each other, extending in a direction substantially perpendicular to the plane of the retaining face 7, from the upper part of said face.
  • the pins are preferably made up of trunks of pyramids with a rectangular or square base.
  • the two pins 11 are arranged in the first quarter and in the last quarter of the length of the retaining face 7.
  • the female conformation 12 consists of a drop-down flange 13, similar to a rectangular parallelepiped, integral by its upper part with the lower part of the retaining face 7 and extending, from the latter, in a main extension plane parallel to the plane defining the retaining face 7.
  • the falling flange 13 extends, for the most part, under the lower limit of the main body 2 defined by the extension plane of its main base 3.
  • Two recesses 14, of shape and dimensions adapted to those of the lugs 11 and, in the present case, of fruit identical to the trunk of pyramid of the lugs 11, are formed in the body of the flange 13, at a level below the base 3.
  • the arrangement of the locking means 11, 12, outside the support polygon of the main body 2, allows self-engagement of the male and female conformations outside said polygon and the maintenance of the traction forces outside this same polygon.
  • FIGS. 2, 6 and 7 do differs from that presented in figs. 1, 4 and 5 only by a separate female conformation 12 .
  • the latter can be likened to a falling flange in the shape of a "T" , the main leg 15 of which, for example of square or rectangular section, is secured, by its upper end 15 a , to the lower part of the support face 7.
  • the dimensions, and in particular the cross section of the leg 15, are such that they allow passage of said leg 15 between the two lugs 11 of another modular element in the event of association of the two elements.
  • the leg 15 extends, consequently, from the retaining face 7, partly under the lower limit of the base 3, so that the end bar 16 of the flange in the shape of "T" extends , preferably, in a plane parallel to the retaining face 7 and over a sufficient distance from the lateral ends of the leg 15, to form two bearing surfaces 17.
  • the latter are intended to cooperate with conjugate surfaces present on the male conformations 11 belonging to an immediately lower modular element in the construction work.
  • the variant embodiment shown in FIGS. 3, 8 and 9 differs from the two previous variants by a particular structure of the male 11 and female 12 conformations forming the self-engaging system.
  • the male conformation 11 consists of a projecting border 20 relative to the plane of extension of the retaining face 7 defining a front face 21, preferably parallel to the retaining face 7, and an upper face also extending; preferably in the same plane, the upper face 6 of the main body 2.
  • the projecting edge 20 has lateral faces extending, in the same plane, the lateral faces 4 of the main body 2.
  • the female conformation 12 consists of a drop flange extending, at least in part, under the base 3, from the lower part of the retaining face 7.
  • the drop-back flange 13 defines, with the surface of base 3 a cross-section flange in "U" shape, the two wings "U” being, respectively, constituted, on the one hand, by the base 3 and, on the other hand, by a fallen edge 25 extending from the rear face 26 of the flange 13.
  • the dimensions and profile of the "U" flange are adapted to the dimensions and profiles of the projecting edge 20, so as to ensure their respective self-engagement.
  • the modular prefabricated elements 1 are of shape similar to a rectangular parallelepiped, but it is obvious that other shapes of the main body 2 are achievable and the main body could thus be produced, for example, in the form of a '' a block with a hexagonal, octagonal, pentagonal base, etc ... It is also obvious, that in place of the lugs in the shape of a pyramid trunk with rectangular base, other forms of lugs, of cylindrical, cubic type or others are achievable.
  • the material used for the manufacture and the production of the prefabricated blocks can be produced, not only based on reinforced concrete, but also based on other materials, of the resins type for example.
  • Fig. 10 shows a retaining structure consisting of a wall produced from the dry stacking in superimposed beds of several prefabricated modular elements.
  • the outer envelope defined by the stack of all the main bodies 2, defines the wall retaining veil intended to support an embankment 27.
  • the retaining wall rests on a sole 28, preferably partially buried in the ground and comprising, in its upper part, a support zone 29 of section substantially equivalent to the base 3 of each modular element, so as to support the first element of the wall.
  • the support zone 29 also defines a facing face 30 and a supporting face 31, from which extends at least one male conformation 11 similar to that previously defined. Such a conformation is intended to act in relation to a female conformation 12 of the modular prefabricated element resting on the support zone 29, so to perform the relative self-engagement of the two blocks.
  • the method consists, first of all, of putting in place, by all appropriate means and generally in a traditional manner, at least one work sole 28 having at least one male conformation 11 on its retaining face 31.
  • the method consists, then , to set up each prefabricated modular element 1, individually and successively, according to a series of very precise steps corresponding to displacements of each element 1, materialized by the dotted lines in FIG. 10.
  • the method consists, first of all, of hooking each element 1 to a lifting means, not shown in the figures, and including, for example, a crane to which the element 1 is connected by slings 33 fixed, preferably, at two points on the upper face 6.
  • the attachment will be made so that the modular prefabricated element 1 has, as shown in position A1 in FIG. 10, its base 3 with an inclination ⁇ relative to the support face 6, generally horizontal, of each lower prefabricated element on which it must rest.
  • the attachment point will also be chosen, advantageously, so that the inclination is such that the female conformation 12 is directed downwards in the direction of the male conformation to be engaged and is located on the lowest side of the inclined base 3 .
  • the method then consists in hoisting the modular element to be put in place at the end of the lifting means and bringing it above and in position of relative alignment, as shown in position A1 , with the sole 28 or the lower modular element on which said element to be installed must rest. During this positioning step, the male and female conformations must be prepositioned in relative alignment.
  • the next step is to adjust gradually the presentation of the modular element by displacement of the lifting means so that the female conformation 12 also comes, gradually, in contact with the male conformation (s) 11 of the sole 28 or of the prefabricated modular element 1 on which must rest the element to be put in place.
  • Such a presentation adjustment phase is shown, for example, in the position A2 shown in dotted lines.
  • the female conformation 12 is presented so that its recesses 14 or its bearing faces 17 or fallen edges 25 and rear faces 26 come progressively into contact with the lugs 11 and their mating receiving faces, so as to initiate progressive and mutual self-engagement of said conformations.
  • the base 3 is always inclined, as shown in position A2.
  • the terminal phase of the process then consists in carrying out the complete self-engagement of the male and female conformations by tilting, by simple rotation in the direction of the arrow f1, the element to be put in place so that its base 3 comes rest against the support surface 6 of the immediately lower block.
  • This terminal position, in which the self-engagement is complete, is shown by position A3.
  • the method then consists in detaching the modular element from the lifting means and in proceeding with the establishment of another modular element according to the same principle and the same phases as previously defined until the complete erection of the structure at the desired height.
  • the angle ⁇ of inclination can, of course, be more or less pronounced and, at the limit, can be zero, the self - engagement of the male and female conformations then taking place without rotation towards the rear of the block to be put in place, by simply sliding back and forth.
  • the modular element when using prefabricated modular elements, such as those shown in fig. 3, the modular element can be presented laterally to the sole 28 or to the element on which it must rest, the progressive self-engagement being ensured by a longitudinal displacement of the element 1, in the direction longitudinal of the groove defined by section "U" of the flange 13.
  • the static operation and the distribution of the forces developed in the retaining wall are shown in fig. 10.
  • the thrust of the slope Q and the weight G of the retaining veil result in the force R.
  • the point of intersection C of this resulting force R and of the plane formed by the bearing surface of the sole 28 is situated outside the retaining veil and, in particular, outside the support polygon of each block, which contributes to creating instability in the overturning of the first prefabricated modular element resting on the sole 28.
  • This force Fb applied at point B under the lug 11 of the sole 28, has a vertical direction and cuts the resultant R at the point noted O.
  • the resultant R has as another component the force Fa applied to the point of contact A between the first block resting on the sole 28 and said sole.
  • the sliding stability, resulting from the force Fa is ensured by friction at point A or, again, by abutment of the flange 13 on the support face 7 of each element on the element previously placed.
  • the proposed self-locking system allows, compared to the conventional wall-weight, to reduce the thickness of the retaining veil, without compromising the stability of the assembly, insofar as the tensile force is contained at the rear of the retaining veil and the retaining phase made.
  • Fig. 11 shows , in a front view, a retaining wall made from modular elements according to the invention and stacked dry in aligned joints 40, both vertically and horizontally.
  • Fig. 12 shows , in an identical front view, a retaining wall made from the same modular elements of the invention, but with a successive stack forming crossed joints 41.
  • the male and female conformations of the same element are each engaged, respectively, with identical conformations belonging to different elements.
  • a modular element is, in this case, linked with four other modular elements, while, in the embodiment with aligned joints, a modular element is linked only with two other modular elements.
  • Fig. 13 shows , in a longitudinal cross section, a work sole 28 whose support body 28 a on the ground has been elongated, in order to improve stability by adding a prefabricated modular element 1, of flange type fallout 13 for example.
  • the support body 28 a has, on its upper face at least one and, preferably, two male conformations 11, such as lugs extending substantially vertically from said face.
  • the modular element 1 is arranged with its facing face 5 resting on the ground, the male and female conformations 11, 12 extending from the opposite face 7.
  • the modular element 1 is wedged. by its face 3, against the vertical face of the support body 28 a , the drop-down flange 13 coming to engage with the lugs 11 of the support body 28 a and thus lock the two units together.

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Description

  • La présente invention concerne le domaine technique général du bâtiment et de la réalisation d'ouvrages de construction réalisés à partir d'éléments préfabriqués modulaires assemblés à sec.
  • L'invention se rapporte, plus particulièrement, à un élément préfabriqué modulaire dont l'empilement en lits superposés à sec permet la réalisation d'ouvrages de construction, du type ouvrages de soutènement ou immergés de tous types, tels que, par exemple, des murs ou parois, des digues, des murs de quai, perrés, dallages, pavages ou autres.
  • L'invention concerne, également, des ouvrages réalisés à partir des éléments préfabriqués modulaires, ainsi que le procédé d'érection à sec de l'ouvrage de construction.
  • Pour réaliser des ouvrages de soutènement ou immergés, tels que ceux mentionnés ci-dessus, il est connu d'avoir recours à des éléments de construction préfabriqués, du type modulaire, constitués, généralement, en béton armé ou non et destinés à être posés sur chant en lits superposés. Un tel élément selon le préambule de la revendication 1 est décrit dans DE-U- 9 015 196. Il est, également, connu d'avoir recours à des procédés plus traditionnels faisant appel à la réalisation de murs-poids en maçonnerie ou en béton cyclopéen ou, encore, à des murs en béton armé coulés en place.
  • Parmi toutes les solutions actuellement disponibles pour l'érection d'ouvrages de soutènement ou immergés, le praticien est, dans de nombreux cas, confronté à un problème de délais de réalisation liés, par exemple, à l'apparition de phénomènes d'éboulement ou de glissement de talus ou, encore, à l'aménagement de pistes d'accès ou de déviations provisoires de chaussée ou, encore, à la protection immédiate de chantiers au cours de terrassements.
  • Dans de tels cas, la nécessité impérative de mettre en oeuvre très rapidement un ouvrage de construction, du type mur de soutènement par exemple, conduit le praticien à éliminer, de manière quasi automatique, les procédés traditionnels mettant en oeuvre un ouvrage de construction en béton coulé en place. En effet, ces procédés traditionnels exigent des travaux préparatoires longs, tels que le coffrage et, en outre, ils exigent un délai minimal de durcissement après mise en place. De tels délais sont, bien évidemment, incompatibles avec la contrainte essentielle requise, à savoir la rapidité de mise en place d'un ouvrage de soutènement.
  • Dans la plupart des cas, le praticien est, en conséquence, conduit à avoir recours à l'empilement à sec de blocs ou éléments préfabriqués modulaires en béton, ces éléments étant, en raison de leur préfabrication, disponibles immédiatement et de mise en oeuvre relativement facile et rapide.
  • La mise en place de ces éléments de blocs indépendants par empilement successif en lits superposés présente, toutefois, l'inconvénient majeur d'avoir à réaliser des ouvrages de soutènement de forte épaisseur, si l'on veut en assurer la stabilité, conformément aux règles de l'art en matière de dimensionnement de ce type d'ouvrages (murs-poids). La nécessité d'avoir recours à un dimensionnement important influe, bien évidemment, de manière négative, sur le coût total de l'ouvrage et toute diminution d'épaisseur non fondée techniquement influe, également, de manière négative, sur la stabilité de l'ouvrage.
  • L'objet de la présente invention vise, en conséquence, à fournir un élément préfabriqué modulaire pour l'érection à sec d'ouvrages de construction ne possédant pas les inconvénients des éléments de l'art antérieur mentionnés précédemment et permettant, notamment, de réduire l'épaisseur de l'ouvrage de construction, sans pour autant nuire à la stabilité de l'ensemble.
  • Un autre objet de l'invention vise à fournir un élément préfabriqué modulaire permettant de contenir l'effort de traction développé sur l'ouvrage en dehors du voile de soutènement.
  • Un autre objet de l'invention vise à fournir un élément préfabriqué modulaire dont la mise en oeuvre s'avère simple, sûre, rapide et apte à assurer un positionnement précis des différents éléments les uns par rapport aux autres.
  • La présente invention concerne, également, un procédé de réalisation d'un ouvrage de soutènement ou immergé à partir des éléments modulaires préfabriqués, ledit procédé étant d'une mise en oeuvre particulièrement simple, rapide et sûre.
  • Les différents objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un élément préfabriqué modulaire pour l'érection d'ouvrages de soutènement ou immergés, ledit élément étant destiné à être disposé avec d'autres éléments préfabriqués modulaires identiques, côte à côte et en lits superposés, pour constituer l'ouvrage et former un voile de soutènement, chaque élément comportant :
    • un corps principal délimitant au moins une face inférieure, une face supérieure d'appui et une face de soutènement destinée à être tournée vers la masse de l'ouvrage à soutenir,
    • et des moyens de blocage destinés à agir en relation avec des moyens de blocage d'éléments modulaires voisins.
  • Selon l'invention, l'élément préfabriqué est caractérisé en ce que :
    • le corps est aménagé pour présenter, à partir de sa face de soutènement, une bride en retombée,
    • et en ce que les moyens de blocage sont constitués par des moyens auto-enclenchables comportant au moins une conformation mâle et au moins une conformation femelle de formes conjuguées, disposées respectivement sur la face de soutènement et sur la bride, en dehors du polygone de sustentation du corps, les conformations mâle et femelle étant destinées à s'enclencher automatiquement respectivement avec les conformations femelle et mâle des éléments voisins, de manière à contenir l'effort de traction résultant de la masse à soutenir.
  • Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé d'érection à sec d'un ouvrage de soutènement ou immergé à partir d'éléments modulaires préfabriqués, caractérisé en ce qu'il consiste :
    • à mettre en place de manière traditionnelle au moins une semelle d'ouvrage possédant au moins une conformation mâle sur sa face de soutènement,
    • à accrocher et à hisser l'élément modulaire, à mettre en place au bout d'un moyen de levage, de telle manière que l'élément présente sa conformation femelle dirigée vers le bas,
    • à amener l'élément modulaire au-dessus et en position d'alignement relatif avec la semelle pour aligner les conformations mâles et femelles,
    • à ajuster la présentation de l'élément modulaire par déplacement pour que sa conformation femelle vienne progressivement en contact avec la ou les conformations mâle de la semelle, en vue de réaliser leur auto-enclenchement progressif, lequel élément est complet lorsque l'élément modulaire est en place sur la semelle,
    • à détacher l'élément modulaire du moyen de levage et procéder à la mise en place d'autres éléments de soutènement selon le même principe, jusqu'à l'érection totale de l'ouvrage.
  • Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
  • La fig. 1 montre, selon une vue en perspective, une première variante de réalisation d'un élément modulaire préfabriqué conforme à l'invention muni d'ergots et d'une bride comportant des évidements.
  • La fig. 2 montre, selon une vue en perspective, une seconde variante de réalisation d'un élément préfabriqué modulaire conforme à l'invention comportant deux ergots et une bride en retombée en "T".
  • La fig. 3 montre, selon une vue en perspective, une troisième variante de réalisation d'un élément préfabriqué modulaire conforme à l'invention comportant une bordure en saillie et une bride en retombée à enclenchement longitudinal.
  • Les fig. 4 et 5 montrent, respectivement, selon une vue de face et selon une vue en coupe tansversale prise selon la ligne V-V de la fig. 4, les détails de la variante représentée à la fig. 1.
  • Les fig. 6 et 7 montrent, respectivement, selon une vue de face et une vue en coupe prise selon la ligne VII-VII de la fig. 6, les détails de réalisation de la variante représentée à la fig. 2.
  • Les fig. 8 et 9 montrent, respectivement, selon une vue de face et une vue en coupe transversale effectuée selon la ligne IX-IX de la fig. 8, les détails de réalisation de la variante représentée à la fig. 3.
  • La fig. 10 montre, selon une vue latérale, un ouvrage de soutènement conforme à l'invention et constitué d'un empilement successif d'éléments préfabriqués modulaires.
  • Les fig. 11 et 12 montrent, selon des vues frontales, deux types d'ouvrages de soutènement réalisés à partir d'éléments préfabriqués modulaires conformes à l'invention montrant respectivement un ouvrage à joints alignés et à joints croisés.
  • La fig. 13 montre, selon une coupe transversale, l'allongement d'une semelle d'ouvrage à l'aide d'un élément préfabriqué modulaire conforme à l'invention.
  • L'élément préfabriqué modulaire 1, montré à la fig. 1, comprend un corps principal 2 formant bloc, de forme générale assimilable, par exemple, à un polyèdre, et constitué, dans le cas présent, de manière préférentielle, par un corps cubique ou parallélépipèdique. Ce dernier délimite une face inférieure 3 constituant la base du corps principal 2, des faces latérales 4, une face de parement extérieure 5, une face supérieure d'appui 6 et une face de soutènement 7 tournée vers la masse à soutenir et destinée à la contenir. Le corps principal 2 peut être réalisé en tous matériaux appropriés à la construction et à la préfabrication par moulage et être, par exemple, en béton coulé.
  • Les faces ainsi définies sont généralement planes, mais peuvent comporter des variations de volume en creux ou en saillie.
  • Chaque élément préfabriqué modulaire 1 comporte, sur sa face de soutènement 7, des moyens de blocage destinés à coopérer et à agir en relation avec des moyens de blocage identiques présents sur un autre élément préfabriqué modulaire disposé dans l'ouvrage à constituer, en position immédiatement supérieure ou inférieure. Ces moyens de blocage sont constitués de moyens auto-enclenchables et comportent au moins une conformation mâle 11 et au moins une conformation femelle 12, disposées en opposition sur la face de soutènement 7, respectivement à sa partie supérieure et à sa partie inférieure proche de la base 3.
  • Dans l'exemple de réalisation montré à la fig. 1, les conformations mâle 11 sont au nombre de deux et constituées de deux ergots alignés l'un par rapport à l'autre, s'étendant selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la face de soutènement 7, à partir de la partie supérieure de ladite face. les ergots sont constitués, préférentiellement, de troncs de pyramides à base rectangulaire ou carrée. Avantageusement, les deux ergots 11 sont disposés dans le premier quart et dans le dernier quart de la longueur de la face de soutènement 7.
  • La conformation femelle 12 est constituée d'une bride en retombée 13, assimilable à un parallèlépipède rectangle, solidaire, par sa partie supérieure, de la partie inférieure de la face de soutènement 7 et s'étendant, à partir de cette dernière, dans un plan d'extension principal parallèle au plan définissant la face de soutènement 7. La bride en retombée 13 s'étend, sur sa majeure partie, sous la limite inférieure du corps principal 2 définie par le plan d'extension de sa base principale 3. Deux évidements 14, de forme et de dimensions adaptées à celles des ergots 11 et, dans le cas présent, de fruit identique au tronc de pyramide des ergots 11, sont ménagés dans le corps de la bride 13, à un niveau inférieur à la base 3.
  • La disposition des moyens de blocage 11, 12, en dehors du polygone de sustentation du corps principal 2, permet un auto-enclenchement des conformations mâles et femelles en dehors dudit polygone et le maintien des forces de traction hors de ce même polygone.
  • La variante de réalisation montrée aux fig. 2, 6 et 7 ne diffère de celle présentée aux fig. 1, 4 et 5 que par une conformation femelle 12 distincte. Cette dernière est assimilable à une bride en retombée en forme de "T" dont le jambage principal 15, par exemple de section carrée ou rectangulaire, est solidaire, par son extrémité supérieure 15a , de la partie inférieure de la face de soutènement 7. Les dimensions, et en particulier la section transversale du jambage 15, sont telles qu'elles permettent un passage dudit jambage 15 entre les deux ergots 11 d'un autre élément modulaire en cas d'association des deux éléments. Le jambage 15 s'étend, en conséquence, à partir de la face de soutènement 7, en partie sous la limite inférieure de la base 3, de telle façon que la barre terminale 16 de la bride en forme de "T" s'étende, de préférence, dans un plan parallèle à la face de soutènement 7 et sur une distance suffisante à partir des extrémités latérales du jambage 15, pour venir constituer deux surfaces d'appui 17. Ces dernières sont destinées à coopérer avec des surfaces conjuguées présentes sur les conformations mâles 11 appartenant à un élément modulaire immédiatement inférieur dans l'ouvrage de construction.
  • La variante de réalisation montrée aux fig. 3, 8 et 9 diffère des deux variantes précédentes par une structure particulière des conformations mâles 11 et femelles 12 formant le système d'auto-enclenchement. La conformation mâle 11 est constituée d'une bordure en saillie 20 par rapport au plan d'extension de la face de soutènement 7 définissant une face avant 21, de préférence parallèle à la face de soutènement 7, et une face supérieure prolongeant également; de préférence dans un même plan, la face supérieure 6 du corps principal 2.
  • Avantageusement, la bordure en saillie 20 possède des faces latérales prolongeant, dans un même plan, les faces latérales 4 du corps principal 2. La conformation femelle 12 est constituée d'une bride en retombée s'étendant, au moins en partie, sous la base 3, à partir de la partie inférieure de la face de soutènement 7. La bride en retombée 13 définit, avec la surface de la base 3 une bride de section transversale en "U", les deux ailes du "U" étant, respectivement, constituées, d'une part, par la base 3 et, d'autre part, par un bord tombé 25 s'étendant à partir de la face postérieure 26 de la bride 13. Bien évidemment, les dimensions et le profil de la bride en "U" sont adaptés aux dimensions et profils de la bordure en saillie 20, de manière à assurer leur auto-enclenchement respectif.
  • Dans les exemples précédents, les éléments préfabriqués modulaires 1 sont de forme assimilable à un parallèlépipède rectangle, mais il est bien évident que d'autres formes du corps principal 2 sont réalisables et le corps principal pourrait ainsi être réalisé, par exemple, sous forme d'un bloc à base hexagonale, octogonale, pentagonale, etc ... Il est également évident, qu'à la place des ergots en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire, d'autres formes d'ergots, de type cylindriques, cubiques ou autres sont réalisables.
  • De la même façon le matériau utilisé pour la fabrication et la réalisation des blocs préfabriqués peut être réalisé, non seulement à base de béton armé, mais encore à base d'autres matériaux, du type résines par exemple.
  • La fig. 10 montre un ouvrage de soutènement constitué d'un mur réalisé à partir de l'empilement à sec en lits superposés de plusieurs éléments modulaires préfabriqués. L'enveloppe extérieure; définie par l'empilement de l'ensemble des corps principaux 2, définit le voile de soutènement du mur destiné à soutenir un talus 27. Le mur de soutènement repose sur une semelle 28, préférentiellement enfouie en partie dans le sol et comportant, dans sa partie supérieure, une zone d'appui 29 de section sensiblement équivalente à la base 3 de chaque élément modulaire, de manière à supporter le premier élément du mur.
  • La zone d'appui 29 définit, également, une face de parement 30 et une face de soutènement 31, à partir de laquelle s'étend au moins une conformation mâle 11 semblable à celle précédemment définie. Une telle conformation est destinée à agir en relation avec une conformation femelle 12 de l'élément préfabriqué modulaire reposant sur la zone d'appui 29, de manière à réaliser l'auto-enclenchement relatif des deux blocs.
  • Le procédé d'érection à sec d'un ouvrage de soutènement ou de type immergé, tel que celui montré à la fig. 10, s'effectue de la manière suivante.
  • Le procédé consiste, en premier lieu, à mettre en place, par tous moyens appropriés et généralement de manière traditionelle, au moins une semelle d'ouvrage 28 possédant au moins une conformation mâle 11 sur sa face de soutènement 31. Le procédé consiste, ensuite, à mettre en place chaque élément modulaire préfabriqué 1, de manière individuelle et successive, selon une suite d'étapes bien précises correspondant à des déplacements de chaque élément 1, matérialisée par les lignes en pointillés de la fig. 10.
  • Le procédé consiste, d'abord, à accrocher chaque élément 1 à un moyen de levage, non représenté sur les figures, et incluant, par exemple, une grue à laquelle l'élément 1 est relié par des élingues 33 fixées, de préférence, en deux points sur la face supérieure 6. De manière préférentielle, l'accrochage sera réalisé de manière que l'élément préfabriqué modulaire 1 présente, tel que cela est montré dans la position A₁ à la fig. 10, sa base 3 avec une inclinaison α par rapport à la face d'appui 6, généralement horizontale, de chaque élément préfabriqué inférieur sur lequel il doit reposer. Le point d'accrochage sera également choisi, avantageusement, pour que l'inclinaison soit telle que la conformation femelle 12 soit dirigée vers le bas en direction de la conformation mâle à enclencher et se trouve du côté le plus bas de la base 3 inclinée.
  • Le procédé consiste, ensuite, à hisser l'élément modulaire à mettre en place au bout du moyen de levage et à l'amener au-dessus et en position d'alignement relatif, tel que cela est montré dans la position A₁, avec la semelle 28 ou l'élément modulaire inférieur sur lequel ledit élément à mettre en place doit reposer. Lors de cette étape de positionnement, les conformations mâles et femelles doivent être prépositionnées en alignement relatif. L'étape suivante consiste à ajuster progressivement la présentation de l'élément modulaire par déplacement du moyen de levage pour que la conformation femelle 12 vienne également, progressivement, en contact avec la ou les conformations mâles 11 de la semelle 28 ou de l'élément modulaire préfabriqué 1 sur lequel doit reposer l'élément à mettre en place. Une telle phase d'ajustement de présentation est montrée, par exemple, dans la position A₂ figurée en pointillés. Dans une telle position d'alignement, la conformation femelle 12 se présente de manière que ses évidements 14 ou ses faces d'appui 17 ou bords tombés 25 et faces postérieures 26 viennent progressivement en contact avec les ergots 11 et leurs faces conjuguées de réception, de manière à initier l'auto-enclenchement progressif et mutuel desdites conformations.
  • Pendant toute cette phase d'initiation de l'auto-enclenchement, la base 3 est toujours inclinée, tel que cela est montré dans la position A₂. La phase terminale du procédé consiste, ensuite, à réaliser l'auto-enclenchement complet des conformations mâles et femelles en faisant basculer, par simple rotation dans le sens de la flèche f₁, l'élément à mettre en place pour que sa base 3 vienne reposer en appui contre la surface d'appui 6 du bloc immédiatement inférieur. Cette position terminale, dans laquelle l'auto-enclenchement est complet, est montrée par la position A₃. Une fois l'élément 1 mis en place, le procédé consiste ensuite à détacher l'élément modulaire du moyen de levage et à procéder à la mise en place d'un autre élément modulaire selon le même principe et les mêmes phases que précédemment définies et ce jusqu'à l'érection totale de l'ouvrage à la hauteur souhaitée.
  • L'angle α d'inclinaison peut, bien évidemment, être plus ou moins prononcé et, à la limite, peut être nul, l'auto-enclenchement des conformations mâles et femelles se faisant alors sans rotation vers l'arrière du bloc à mettre en place, par simple glissement d'avant en arrière.
  • Il doit également être considéré que, dans le cas d'utilisation d'éléments modulaires préfabriqués, tels que ceux montrés à la fig. 3, la présentation de l'élément modulaire peut s'effectuer latéralement à la semelle 28 ou à l'élément sur lequel il doit reposer, l'auto-enclenchement progressif étant assuré par un déplacement longitudinal de l'élément 1, selon la direction longitudinale de la gorge définie par la section "U" de la bride 13.
  • Il doit, également, être noté que, dans le cas de la réalisation d'un mur de soutènement provisoire, la dépose du mur s'effectue en sens inverse de celui précédemment défini préalablement à l'accrochage et l'élingage de chaque bloc en place.
  • Le fonctionnement statique et la distribution des efforts développés dans le mur de soutènement sont montrés à la fig. 10. La poussée du talus Q et le poids G du voile de soutènement ont pour résultante la force R . Le point d'intersection C de cette force résultante R et du plan formé par la surface d'appui de la semelle 28 se situe à l'extérieur du voile de soutènement et, en particulier, à l'extérieur du polygone de sustension de chaque bloc, ce qui contribue à créer l'instabilité au renversement du premier élément modulaire préfabriqué reposant sur la semelle 28.
  • Les éléments modulaires préfabriqués proposés, et notamment le système d'auto-enclenchement réalisé, remédient à cette situation en contenant l'effort de traction développé à l'arrière du voile de soutènement. Cet effort Fb, appliqué au point B sous l'ergot 11 de la semelle 28, a pour direction la verticale et coupe la résultante R au point noté O . La résultante R a pour autre composante la force Fa appliquée au point de contact A entre le premier bloc reposant sur la semelle 28 et ladite semelle. Dans un tel cas, la stabilité au glissement, résulant de la force Fa, est assurée par frottement au point A ou, encore, par butée de la bride 13 sur la face de soutènement 7 de chaque élément sur l'élément précédemment posé. Dans tous les cas, le système d'auto-enclenchement proposé permet, par rapport au mur-poids classique, de réduire l'épaisseur du voile de soutènement, sans pour autant nuire à la stabilité de l'ensemble, dans la mesure où l'effort de traction est contenu à l'arrière du voile de soutènement et de la phase de soutènement faite.
  • La fig. 11 représente, selon une vue frontale, un mur de soutènement réalisé à partir d'éléments modulaires conformes à l'invention et empilés à sec en joints alignés 40, tant verticalement qu'horizontalement.
  • La fig. 12 représente, selon une vue identique frontale, un mur de soutènement réalisé à partir des mêmes éléments modulaires de l'invention, mais avec un empilement successif formant des joints croisés 41. Dans un tel cas, les conformations mâles et femelles d'un même élément sont enclenchées chacune, respectivement, avec des conformations identiques appartenant à des éléments différents. Un élément modulaire est, dans ce cas, lié avec quatre autres éléments modulaires, alors que, dans la réalisation à joints alignés, un élément modulaire n'est lié qu'avec deux autres éléments modulaires.
  • La fig. 13 représente, selon une coupe transversale longitudinale, une semelle d'ouvrage 28 dont le corps d'appui 28a sur le sol a été allongé, afin d'améliorer la stabilité par adjonction d'un élément modulaire préfabriqué 1, de type à bride en retombée 13 par exemple. Dans un tel cas, le corps d'appui 28a comporte, sur sa face supérieure au moins un et, de préférence, deux conformations mâles 11, telles que des ergots s'étendant sensiblement verticalement à partir de ladite face. L'élément modulaire 1 est disposé avec sa face de parement 5 reposant en appui sur le sol, les conformations mâles et femelles 11, 12 s'étendant à partir de la face opposée 7.
  • L'élément modulaire 1 est calé. par sa face 3, contre la face verticale du corps d'appui 28a , la bride en retombée 13 venant s'enclencher avec les ergots 11 du corps d'appui 28a et verrouiller ainsi solidairement les deux unités.
  • L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre tel que décrit dans les revendications.

Claims (13)

  1. Elément préfabriqué modulaire (1) pour l'érection d'ouvrages de soutènement ou immergés, ledit élément (1) étant destiné à être disposé avec d'autres éléments préfabriqués modulaires identiques, côte à côte et en lits superposés pour constituer l'ouvrage et former un voile de soutènement, chaque élément comportant :
    - un corps principal (2) délimitant au moins une face inférieure (3), une face supérieure d'appui (6) et une face de soutènement (7) destinée à être tournée vers la masse de l'ouvrage à soutenir,
    - et des moyens de blocage (11, 12) destinés à agir en relation avec des moyens de blocage (12, 11) d'éléments modulaires voisins,
       caractérisé en ce que :
    - le corps (2) est aménagé pour présenter, à partir de sa face de soutènement (7), une bride en retombée (13),
    - et en ce que les moyens de blocage (11, 12) sont constitués par des moyens auto-enclenchables comportant au moins une conformation mâle (11) et au moins une conformation femelle (12) de formes conjuguées, disposées respectivement sur la face de soutènement (7) et sur la bride (13), en dehors du polygone de sustentation du corps (2), les conformations mâle (11) et femelle (12) étant destinées à s'enclencher automatiquement respectivement avec les conformations femelle (12) et mâle (11) des éléments voisins, de manière à contenir l'effort de traction (Fb) résultant de la masse à soutenir.
  2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que conformation mâle, au moins un et, de préférence, deux ergots (11) s'étendant à partir de la partie supérieure de la face de soutènement (7) et, en tant que conformation femelle (12), au moins un et, de préférence, deux évidements (14) de forme et dimension adaptées à celles desdits ergots (11), lesdits évidements (14) étant ménagés dans la bride en retombée (13) et dans sa partie s'étendant sous la face inférieure (3).
  3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ergots (11) sont en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire et les évidements (14) présentent un fruit identique à celui des ergots (11).
  4. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que conformation mâle, deux ergots (11) s'étendant à partir de la partie supérieure de la face de soutènement (7) et, en tant que conformation femelle (12), deux surfaces d'appui (17) délimitées par une barre terminale (16) s'étendant à partir d'un jambage principal (15) formant, avec la barre, une bride en retombée en "T", l'épaisseur du jambage (15) étant inférieure à la distance entre les deux ergots (11), de façon à permettre le passage dudit jambage entre les deux ergots (11) d'un élément modulaire voisin et la coopération des surfaces d'appui (17) avec les ergots (11) d'un élément modulaire voisin.
  5. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que conformation mâle, une bordure en saillie (20) et, en tant que conformation femelle, une face postérieure (26) s'étendant entre les deux ailes d'une bride de profil en "U", la saillie (20) et la face postérieure (26) étant destinées à coopérer respectivement avec une face postérieure et une saillie aménagées sur un élément de construction voisin.
  6. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bordure en saillie (20) s'étend à partir de la face supérieure (6) du corps principal (2), qu'elle prolonge au-dessus de la face de soutènement (7).
  7. Ouvrage de soutènement ou immergé, caractérisé en ce qu'il comprend un empilement à sec en lits superposés d'éléments modulaires préfabriqués (1) conformes à la revendication 1, à partir d'au moins une semelle (28) comportant au moins des conformations mâles auto-enclenchables avec les conformations femelles des éléments modulaires immédiatement superposés.
  8. Ouvrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments modulaires (1) sont empilés en joints croisés ou en joints alignés.
  9. Procédé d'érection à sec d'un ouvrage de soutènement ou immergé à partir d'éléments modulaires préfabriqués (1) conformes à l'une des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce qu'il consiste :
    - à mettre en place, de manière traditionnelle, au moins une semelle d'ouvrage (28) possédant au moins une conformation mâle (11) sur sa face de soutènement,
    - à accrocher et à hisser l'élément modulaire (1) à mettre en place au bout d'un moyen de levage (33), de telle manière que l'élément présente sa conformation femelle (12) dirigée vers le bas,
    - à amener l'élément modulaire au-dessus et en position d'alignement relatif avec la semelle pour aligner les conformations mâle et femelle,
    - à ajuster la présentation de l'élément modulaire par déplacement pour que sa conformation femelle vienne progressivement en contact avec la ou les conformations mâles de la semelle, en vue de réaliser leur auto-enclenchement progressif, lequel est complet lorsque l'élément modulaire est en place sur la semelle,
    - à détacher l'élément modulaire du moyen de levage et procéder à la mise en place d'autres éléments de soutènement selon le même principe, jusqu'à l'érection totale de l'ouvrage.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à accrocher l'élément modulaire pour qu'il présente sa base (3) avec une inclinaison (α) par rapport à la face d'appui (6) de l'élément immédiatement inférieur.
  11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste :
    - à accrocher l'élément modulaire pour qu'il présente sa base avec une inclinaison, la conformation femelle se trouvant du côté le plus bas de la base inclinée,
    - à ajuster la présentation de l'élément modulaire en assurant l'engagement des conformations mâle et femelle, tout en maintenant en position inclinée la base dudit élément,
    - puis à assurer l'auto-enclenchement progressif des conformations en faisant basculer par rotation ledit élément, pour que sa base inclinée vienne reposer progressivement contre la surface d'appui de l'élément immédiatement inférieur.
  12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste :
    - à amener l'élément modulaire au-dessus de et latéralement à la semelle,
    - à ajuster la présentation en déplaçant longitudinalement et progressivement l'élément modulaire pour que les conformations mâle et femelle s'engagent par glissement les unes dans les autres en réalisant ainsi l'auto-enclenchement progressif.
  13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à allonger la semelle d'ouvrage à l'aide d'un élément modulaire préfabriqué reposant, par sa face de parement, sur le sol et accouplé, par ses conformations femelles, avec des conformations mâles s'étendant à partir de la semelle d'ouvrage.
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