EP1267016B1 - Procédé de pose d'un tirant - Google Patents
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- EP1267016B1 EP1267016B1 EP20020291416 EP02291416A EP1267016B1 EP 1267016 B1 EP1267016 B1 EP 1267016B1 EP 20020291416 EP20020291416 EP 20020291416 EP 02291416 A EP02291416 A EP 02291416A EP 1267016 B1 EP1267016 B1 EP 1267016B1
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- E04G23/0222—Replacing or adding wall ties
Definitions
- the present invention relates to methods of consolidating buildings or rock walls.
- DE 41 26 825 C describes a method for the consolidation of rock walls which does not allow to reconstruct the external appearance of the walls after consolidation so as not to change the aesthetics of the structures thus reinforced.
- Such a method can camouflage the end of the tie, so not to change the aesthetics of the building or the rock wall.
- the method further comprises the step of extracting the rear portion of the core by means of a radial expansion tool. introduced into the second diameter hole.
- Such a tool makes it easy to remove the rear portion of the core and thus to provide in the hole of first diameter sufficient space to accommodate the end of the tie rod and the retaining element engaged thereon.
- the method further comprises the step of making a countersink in the bottom of the hole of first diameter by means of a tool to be tested, having a centering roller introduced into the hole. of second diameter.
- Such countersinking allows for a flat surface, perpendicular to the axis of the second diameter hole, against which can support the retaining element engaged on the tie rod.
- the extraction of the front portion of the core is performed by inserting a cross-sectional corner in a circular arc.
- Such a corner makes it possible not to damage the outer face of the front portion of the core.
- shims are inserted between the wall of the first diameter hole and the front portion of the core, after the drawbar and the retaining element have been put in place, to hold the front part of the core in place in the first diameter hole during setting of a sealing material.
- a powder of the same nature as that of the material in which the core has been cut is deposited in the mouth of the annular groove, after injection of the sealing material, so as to ensure the best continuity of appearance between the face outside of the carrot and around the hole of the first diameter.
- the crown used to make the annular groove will preferably be of outside diameter greater than or equal to 100 mm and the diameter of the tie rod may for example be greater than or equal to 8 mm.
- the invention also relates to the use of the aforementioned method for consolidating a building such as for example a church steeple or to consolidate a rock mass.
- the wedge intended to be used during the implementation of the aforementioned method may comprise a front portion shaped to receive hammer strokes and a tapered rear portion of arcuate cross section radially delimited by two coaxial faces s' spreading closer to the front part and extending over an angular sector less than or equal to a quarter circle.
- the radial expansion tool may comprise articulated arms on a support, this support being able to be introduced with the arm in the retracted state in the second diameter hole before removal of the back portion of the core, each arm having a tooth having a tip radially outwardly, the tool further comprising a cam mechanism for transforming a displacement of a control member relative to the support at a spacing of the arms, so as to increase the distance separating the free end of the teeth and the axis of the second hole, from a value less than or equal to the radius of the second hole up to a value greater than said radius, the tool furthermore preferably comprising at least one stop that is capable of abutting against the periphery of the hole of first diameter, this stop being separated from the teeth, in the axial direction, by a distance substantially corresponding to the depth of the aforementioned annular groove.
- FIG 1 it begins by making an annular groove 1 in the rock wall by means of a diamond ring 2, driven by the motor of a corer 3, which comprises a guide system 4 for moving the ring 2 along an axis X.
- An adjustable stop 5 makes it possible to drill the rock to a predetermined depth, for example 250 mm in the embodiment described, the outer diameter of the ring 2 being 250 mm also in this example.
- the annular groove 1 is separated, as illustrated in FIG. figure 2 , the front portion 7a of the core defined by this annular groove 1, by means of a wedge 9, which forms a hole 11 of a first diameter D 1 .
- Corner 9 shown in isolation figure 7 , has a cross section in the general shape of a circular arc. Its front portion 9a is shaped to receive the blows of a hammer. Its rear part 9b, of tapered shape, is delimited by two coaxial faces 9c and 9d, deviating closer to the front portion 9a and each extending over a quarter circle.
- the edge 9e has a radius which corresponds to that of the annular groove 1 and a thickness less than the width of the latter.
- the hole 10 is drilled on the desired length, for example 5 m, being intended to receive the tie rod, also called the reinforcing pin. It is advantageously produced by means of the corer previously used to drill the annular groove 1.
- the tool 20 comprises a body 21 on which are pivotably mounted a plurality of arms 22, six in number in the example described, angularly distributed about the axis Y of the body 21.
- Each of these arms 22 has a tooth 23 tapering radially outwards.
- a cam mechanism is provided to cause the radial expansion of the arms 22.
- this mechanism comprises a traction rod 24, having a conical portion 24a, and balls 25 disposed between the arms 22 and the rod. traction 24, so that an outward movement of the pull rod 24 is accompanied by a rolling of the balls 25 on the conical portion 24a and a spacing of the arms 22.
- the balls 25 are housed in grooves 22a of the arms 22.
- Two elastic rings 26 and 27 are arranged around the arms 22 to retract them when the pull rod 24 is moved inwards.
- Stoppers 28 are fixed on the body 21, so as to bear against the periphery of the hole 11, as shown in FIG. figure 4 .
- the traction rod 24 is integral with the handles 29.
- a ramp mechanism is provided so that by turning the pull rod 24 to by means of the handles 29, an axial displacement of the traction rod 24 with respect to the body 21 and to the stops 28 is caused.
- the distance between the stops 28 and the teeth 23, when the arms 22 are in the retracted state, is chosen to correspond substantially to the depth of the annular groove 1, as can be seen in FIG. figure 4 , so that when maneuvering the handles 29 to move the teeth 23 radially outwards, it causes the fracture of the rear portion 7b of the core substantially to the right of the bottom of the annular groove 1.
- This laminating tool 30, shown separately in FIG. figure 9 comprises a centering roller 31 intended to be engaged in the hole 10 and a rotary plate 32 carrying diamond segments 33.
- the hole 10 may be filled with a grout and a tie rod 16 inserted therein.
- a thrust washer 17 engaged on the end of the tie rod extending out of the hole 10 is held in place by a nut 18.
- the front portion 7a of the core is put back in place, being locked in the hole 11 by any means, for example by means of a basket of stainless steel wire 40 or wooden wedges, then the annular clearance between the front portion 7a of the core and the wall of the hole 11 is filled with a sealant, for example a resin injected by means of a gun, as illustrated in FIG. figure 6 .
- a sealant for example a resin injected by means of a gun, as illustrated in FIG. figure 6 .
- a powder of the same nature as the rock is deposited on its surface, so as to adhere to the resin and ensure continuity of appearance.
- the method according to the invention may be applied to the consolidation of a building, for example a church steeple.
- this method is implemented twice by pulling to camouflage each end thereof.
- the invention is not limited to the consolidation of a building made of limestone or granite but also applies to the consolidation of a building made of brick or concrete.
- the invention is particularly suitable for the restoration of monuments historic.
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Description
- La présente invention concerne les procédés de consolidation d'édifices ou de parois rocheuses.
- Il est connu de consolider les parois rocheuses en forant des trous dans lesquels sont disposés des tirants métalliques, l'ancrage de ces derniers étant assuré par injection d'un coulis de ciment ou d'une résine. Les tirants présentent chacun une extrémité filetée qui dépasse de la paroi rocheuse, sur laquelle est engagé un élément de retenue constitué par une rondelle, maintenue en place par un écrou. Ce procédé connu présente l'inconvénient d'affecter l'aspect extérieur de la paroi rocheuse.
-
DE 41 26 825 C décrit un procédé pour la consolidation de parois rocheuses qui ne permet pas de reconstituer l'aspect extérieur des parois après consolidation de manière à ne pas modifier l'esthétique des structures ainsi renforcées. - Il existe par conséquent un besoin pour disposer d'un procédé pour renforcer un édifice ou une paroi rocheuse, qui soit le pius discret possible afin de ne pas porter atteinte à l'esthétique de l'édifice ou à la beauté d'un paysage.
- L'invention y parvient grâce à un nouveau procédé de pose d'un tirant, notamment pour la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, comportant les étapes suivantes :
- a) réaliser une gorge annulaire au moyen d'une couronne,
- b) extraire au moins la partie avant de la carotte délimitée par la gorge précédemment réalisée, en endommageant le moins possible la face extérieure de ceile-ci.
- c) forer à l'intérieur du trou de premier diamètre, formé par l'enlèvement de la carotte, un trou de second diamètre inférieur au premier, destiné au passage du tirant,
- d) agrandir si nécessaire le trou de premier diamètre, dans le sens de la profondeur, afin de ménager un espace suffisant pour loger une extrémité du tirant et un élément de retenue engagé sur cette extrémité,
- e) fixer dans le trou de premier diamètre au moins la partie avant de la carotte, de manière à restituer l'aspect extérieur de la paroi.
- Un tel procédé permet de camoufler l'extrémité du tirant, donc de ne pas modifier l'esthétique de l'édifice ou de la paroi rocheuse.
- Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le procédé comporte en outre l'étape consistant à extraire la partie arrière de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale. introduit dans le trou de second diamètre.
- Un tel outil permet de retirer aisément la partie arrière de la carotte et de ménager ainsi dans le trou de premier diamètre un espace suffisant pour loger l'extrémité du tirant et l'élément de retenue engagé sur celle-ci.
- Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le procédé comporte en outre l'étape consistant à réaliser un lamage dans le fond du trou de premier diamètre au moyen d'un outil à lamer, comportant un galet de centrage introduit dans le trou de second diamètre.
- Un tel lamage permet de réaliser une surface plane, perpendiculaire à l'axe du trou de second diamètre, contre laquelle peut appuyer l'élément de retenue engagé sur le tirant.
- Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, l'extraction de la partie avant de la carotte s'effectue en insérant un coin de section transversale en arc de cercle.
- Un tel coin permet de ne pas endommager la face extérieure de la partie avant de la carotte.
- Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, des cales sont insérées entre la paroi du trou de premier diamètre et la partie avant de la carotte, après mise en place du tirant et de l'élément de retenue, pour maintenir la partie avant de la carotte en place dans le trou de premier diamètre pendant la prise d'un matériau de scellement.
- Avantageusement, une poudre de même nature que celle du matériau dans lequel a été découpée la carotte est déposée dans l'embouchure de la gorge annulaire, après injection du matériau de scellement, de manière à assurer au mieux la continuité d'aspect entre la face extérieure de la carotte et le pourtour du trou de premier diamètre.
- Dans le cas de la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, la couronne servant à réaliser la gorge annulaire sera de préférence de diamètre extérieur supérieur ou égal à 100 mm et le diamètre du tirant pourra être par exemple supérieur ou égal à 8 mm.
- L'invention a encore pour objet l'utilisation du procédé précité pour consolider un édifice tel que par exemple un clocher d'église ou pour consolider un massif rocheux.
- Le coin destiné à être utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé précité, peut comporter une partie avant conformée pour recevoir des coups de marteau et une partie arrière effilée, de section transversale en arc de cercle, délimitée radialement par deux faces coaxiales s'écartant en se rapprochant de la partie avant et s'étendant sur un secteur angulaire inférieur ou égal à un quart de cercle.
- L'outil à expansion radiale, pour la mise en oeuvre du procédé précité, peut comporter des bras articulés sur un support, ce support étant apte à être introduit avec les bras à l'état rétracté dans le trou de second diamètre avant enlèvement de la partie arrière de la carotte, chaque bras comportant une dent dont la pointe est dirigée radialement vers l'extérieur, l'outil comportant en outre un mécanisme à came pour transformer un déplacement d'un organe de commande par rapport au support en un écartement des bras, de manière à augmenter la distance séparant l'extrémité libre des dents et l'axe du second trou, depuis une valeur inférieure ou égale au rayon du second trou jusqu'à une valeur supérieure audit rayon, l'outil comportant en outre, de préférence, au moins une butée propre à venir en appui contre le pourtour du trou de premier diamètre, cette butée étant séparée des dents, dans le sens axial, d'une distance correspondant sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire précitée.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre, et à l'examen du dessin annexé, lequel fait partie intégrante de la description, sur lequel :
- les
figures 1 à 6 illustrent différentes étapes d'un procédé selon l'invention, - la
figure 7 est une vue de face du coin, - la
figure 8 est une coupe axiale schématique de l'outil à expansion radiale, et - la
figure 9 est une vue schématique, avec coupe axiale partielle, de l'outil à lamer. - On va décrire en référence aux
figures 1 à 6 un exemple de mise en oeuvre de l'invention, appliqué à la consolidation d'une paroi rocheuse. - Comme illustré à la
figure 1 , on commence par réaliser une gorge annulaire 1 dans la paroi rocheuse au moyen d'une couronne diamantée 2, entraînée par le moteur d'un carottier 3, lequel comporte un système de guidage 4 pour déplacer la couronne 2 selon un axe X. - Une butée réglable 5 permet de forer la roche sur une profondeur prédéterminée, par exemple 250 mm dans l'exemple de réalisation décrit, le diamètre extérieur de la couronne 2 étant de 250 mm également dans cet exemple.
- Une fois la gorge annulaire 1 réalisée, on sépare, comme illustré à la
figure 2 , la partie avant 7a de la carotte délimitée par cette gorge annulaire 1, au moyen d'un coin 9, ce qui forme un trou 11 d'un premier diamètre D1. - Le coin 9, représenté isolément à la
figure 7 , présente une section transversale en forme générale d'arc de cercle. Sa partie avant 9a est conformée pour recevoir les coups d'un marteau. Sa partie arrière 9b, de forme effilée, est délimitée par deux faces 9c et 9d coaxiales, s'écartant en se rapprochant de la partie avant 9a et s'étendant chacune sur un quart de cercle. L'arête 9e présente un rayon qui correspond à celui de la gorge annulaire 1 et une épaisseur inférieure à la largeur de cette dernière. - Une fois la partie avant 7a de la carotte enlevée, on procède comme illustré à la
figure 3 au forage d'un trou 10 d'un diamètre D2 inférieur à celui du trou 11. - Le trou 10 est foré sur la longueur souhaitée, par exemple 5 m, étant destiné à recevoir le tirant, encore appelé épingle de renfort. Il est avantageusement réalisé au moyen du carottier ayant précédemment servi à forer la gorge annulaire 1.
- Une fois le trou 10 réalisé, on procède comme illustré à la
figure 4 à l'extraction de la partie arrière 7b de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale 20, que l'on va maintenant décrire de manière plus détaillée en se référant à lafigure 8 . - L'outil 20 comporte un corps 21 sur lequel sont montés, de manière à pouvoir pivoter, une pluralité de bras 22, au nombre de six dans l'exemple décrit, répartis angulairement autour de l'axe Y du corps 21.
- Chacun de ces bras 22 comporte une dent 23 effilée radialement vers l'extérieur.
- Un mécanisme à came est prévu pour provoquer l'expansion radiale des bras 22. Dans l'exemple représenté, ce mécanisme comprend une tige de traction 24, comportant une partie conique 24a, et des billes 25 disposées entre les bras 22 et la tige de traction 24, de telle sorte qu'un déplacement vers l'extérieur de la tige de traction 24 s'accompagne d'un roulement des billes 25 sur la partie conique 24a et d'un écartement des bras 22. Les billes 25 sont logées dans des gorges 22a des bras 22. Deux anneaux élastiques 26 et 27 sont disposés autour des bras 22 pour les rétracter lorsque la tige de traction 24 est déplacée vers l'intérieur.
- Des butées 28 sont fixées sur le corps 21, de manière à venir en appui contre le pourtour du trou 11, comme illustré sur la
figure 4 . - La tige de traction 24 est solidaire des poignées 29.
- Un mécanisme à rampe est prévu pour qu'en tournant la tige de traction 24 au moyen des poignées 29, on provoque un déplacement axial de la tige de traction 24 par rapport au corps 21 et aux butées 28.
- La distance séparant les butées 28 et les dents 23, lorsque les bras 22 sont à l'état rétracté, est choisie de manière à correspondre sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire 1, comme on peut le voir sur la
figure 4 , de telle sorte que lorsque l'on manoeuvre les poignées 29 pour déplacer les dents 23 radialement vers l'extérieur, on provoque la fracture de la partie arrière 7b de la carotte sensiblement au droit du fond de la gorge annulaire 1. - Une fois la partie arrière 7b de la carotte enlevée, on procède comme illustré à la
figure 5 au surfaçage du fond du trou 11 au moyen d'un outil à lamer 30. - Cet outil à lamer 30, représenté isolément à la
figure 9 , comporte un galet de centrage 31 destiné à être engagé dans le trou 10 et un plateau rotatif 32 portant des segments diamantés 33. - Une fois le lamage 15 effectué, le trou 10 peut être rempli d'un coulis de scellement et un tirant 16 mis en place dans celui-ci. Une rondelle d'appui 17 engagée sur l'extrémité du tirant s'étendant hors du trou 10 est maintenue en place par un écrou 18.
- Ensuite, la partie avant 7a de la carotte est remise en place, étant bloquée dans le trou 11 par tout moyen, par exemple au moyen d'un panier en fil d'inox 40 ou de cales en bois, puis le jeu annulaire existant entre la partie avant 7a de la carotte et la paroi du trou 11 est remplie d'un produit de scellement, par exemple une résine injectée au moyen d'un pistolet, comme illustré sur la
figure 6 . Avant la prise complète de la résine, une poudre de même nature que la roche est déposée à sa surface, de manière à adhérer à la résine et assurer une continuité d'aspect. - On peut notamment appliquer le procédé selon l'invention à la consolidation d'un édifice, par exemple un clocher d'église. Dans ce cas, ce procédé est mis en oeuvre deux fois par tirant pour camoufler chaque extrémité de celui-ci.
- L'invention n'est pas limitée à la consolidation d'un édifice en pierre calcaire ou en granit mais s'applique également à la consolidation d'un édifice en brique ou en béton.
- L'invention convient tout particulièrement à la restauration des monuments historiques.
Claims (12)
- Procédé de pose d'un tirant, notamment pour la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes :a) réaliser une gorge annulaire (1) au moyen d'une couronne (2),b) extraire au moins la partie avant (7a) de la carotte délimitée par la gorge (1) précédemment réalisée, en endommageant le moins possible la face extérieure de celle-ci,c) forer à l'intérieur du trou (11) de premier diamètre, formé par l'enlèvement de la carotte, un trou (10) de second diamètre inférieur au premier, destiné au passage du tirant (16),d) agrandir si nécessaire le trou (11) de premier diamètre, dans le sens de la profondeur, afin de ménager un espace suffisant pour loger une extrémité du tirant et un élément de retenue (17) engagé sur cette extrémité,e) fixer dans le trou de premier diamètre la partie avant (7a) de la carotte, de manière à reconstituer l'aspect extérieur de la paroi.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre l'étape consistant à extraire la partie arrière (7b) de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale, introduit dans le trou de second diamètre.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'outil à expression radiale comporte des bras (22) articulés sur un support (21), ce support étant apte à être introduit avec les bras à l'état rétracté dans le trou (10) de second diamètre, chaque bras comportant une dent (23) dont la pointe est dirigée radialement vers l'extérieur, l'outil comportant en outre un mécanisme à came pour transformer un déplacement d'un organe de commande par rapport au support en un écartement des bras, de manière à augmenter la distance séparant l'extrémité libre des dents et l'axe (X) du second trou, depuis une valeur inférieure ou égale au rayon du second trou jusqu'à une valeur supérieure audit rayon, l'coutil comportant en outre, de préférence, au moins une butée (28) propre à venir en appui contre le pourtour du trou de premier diamètre, cette butée étant séparée des dents, dans le sens axial, d'une distance correspondant sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire (1).
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre l'étape consistant à réaliser un lamage (15) dans le fond du trou (11) de premier diamètre, au moyen d'un outil à lamer (30) comportant un galet de centrage (31) introduit dans le trou (10) de second diamètre.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extraction de la partie (7a) avant de la carotte s'effectue en insérant un coin (9) de section transversale en arc de cercle
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le coin (9) comporte une partie avant conformée pour recevoir des coups de marteau et une partie arrière (9b) effilée, de section transversale en arc de cercle, délimitée radialement par deux faces coaxiales s'écartant en se rapprochant de la partie avant et s'étendant sur un secteur angulaire inférieur ou égal à un quart de cercle.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des cales sont insérées entre la paroi du trou (11) de premier diamètre et la partie avant (7a) de la carotte, après mise en place du tirant (16) et de l'élément de retenue (17), pour maintenir la partie avant de la carotte en place dans le trou de premier diamètre pendant la prise d'un matériau de scellement.
- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'une poudre de même nature que celle du matériau dans lequel a été découpée la carotte est déposée dans l'embouchure de la gorge annulaire, après injection du matériau de scellement, de manière à assurer au mieux la continuité d'aspect entre la face extérieure de la carotte et le pourtour du trou de premier diamètre.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la couronne (2) servant à réaliser la gorge annulaire est de préférence de diamètre extérieur supérieur ou égal à 100 mm.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le diamètre du tirant est supérieur ou égal à 8 mm.
- Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour consolider un édifice tel que par exemple un clocher d'église.
- Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour consolider un massif rocheux.
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