EP1672124A2 - Procédé de réalisation de parois moulées - Google Patents

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EP1672124A2
EP1672124A2 EP05292553A EP05292553A EP1672124A2 EP 1672124 A2 EP1672124 A2 EP 1672124A2 EP 05292553 A EP05292553 A EP 05292553A EP 05292553 A EP05292553 A EP 05292553A EP 1672124 A2 EP1672124 A2 EP 1672124A2
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wall
trench
binder
molded
ground
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Alain Marchand
Bruno Renoud-Lias
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Soletanche Freyssinet SA
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Compagnie du Sol SARL
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • 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
    • E02D5/18—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ
    • E02D5/187—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ the bulkheads or walls being made continuously, e.g. excavating and constructing bulkheads or walls in the same process, without joints

Definitions

  • the subject of the present invention is a process for producing molded walls of the type referred to as "SOIL MIXING", and a molded wall of the type obtained by implementing the method.
  • This technique for producing molded walls consists in reusing the soil extracted during the production of the trench used to produce the molded wall and mixing the soil with a binder of the appropriate type in order to effectively obtain the molded wall defined by the shape of the trench. .
  • the present invention relates to the second mode of implementation of the so-called technique of soil mixing.
  • the slicer is equipped with binder injection pipes in the form of grout or concrete which is introduced into the cut-off ground using slicing tools and the vertical movement of the tools of the slicer simultaneously causes mixing or kneading of the binder with the ground to obtain, after setting the binder, the molded wall.
  • a first object of the present invention is to provide a method of producing a wall molded by a method of soil mixing which reduces the cost of producing this wall and improve the qualities of the mixture between the binder and the excavated ground.
  • a pre-trench of reduced depth is hollowed out according to the layout of the wall to be produced and the binder is placed in said pre-trench.
  • the pre-trench is a kind of confinement of the binder which will therefore be more easily driven by the tools of the slicer during the cutting operation of the ground to be mixed with the field cut.
  • the side walls of the pre-trench are inclined, whereby the molded wall thus obtained has in cross section a portion flush with the surface of the soil wider than the rest of the wall.
  • a second object of the present invention is to provide a method of reinforcing a soil which is characterized in that it consists in producing a plurality of molded walls according to any of the embodiments of the method defined above. above in the ground area to strengthen.
  • a third object of the present invention is to provide a vertical linear wall molded in the ground as obtained by the implementation of the method defined above, the wall being characterized in that it comprises: an upper portion flush with the surface of the ground and a running portion buried in the ground, the running portion having a substantially constant width in cross-section, said upper portion having a flared shape such that the upper end of the wall has a width greater than that of the current part.
  • the wall to be made on the surface of the ground S is arranged at right, the wall to be produced being marked by the dashed lines P, a deposition of binding material 10.
  • the linear volume of binder material 10 depends on sure of the nature of the ground, the nature of the binder and the depth H of the molded wall to be made in such a way that once mixed with the ground occupying the volume corresponding to the wall, one actually obtains a material having the desired characteristics to constitute the wall.
  • the entire trench corresponding to the wall is progressively made in such a way that simultaneously the binder 10 which was initially on the surface of the soil is mixed with the ground cut to obtain the wall 12. After obtaining this wall, it will be necessary to proceed to the arasion of the upper portion 14 in relief relative to the surface of the ground S.
  • binder 10 In order for the deposition of binder 10 to remain effectively in place of the tracing of the molded wall to be produced, it is necessary for it to have sufficient compactness or viscosity.
  • This binder may be lime or a suitable cement. With certain binders, it may be necessary to inject with the slicer, a liquid containing water and possibly adjuvants or bentonite.
  • a pre-trench 20 to the right of the molded wall to achieve.
  • this pre-trench has inclined lateral walls 22 so that the upper part of the pretrench 20 opening into the surface of the ground S has a width I greater than the width e of the molded wall to be produced.
  • the width e of the running portion of the molded wall is between 0.25 m and 0.40 m
  • the width I of the upper part of the pre-trench 20 is between 0.25 m and 1 m.
  • the depth p of the pre-trench is between 0.40 m and 0.80.
  • the total height of the wall made H being for example between 3 and 6 m. More generally, the ratio between I and e is preferably between 1.2 and 2.5 and the depth p of the pre-trench is between 5 and 25% of the total height H of the wall.
  • the cross-sectional dimensions of the pre-trench 20 must be such that, of course, the binder 24 is completely contained therein and because of the effect of volume increase related to the excavation of the trench used to make the wall molded, the final molded wall is in its upper part completely contained in the pre-trench 20, which avoids having to proceed to the arasion of the upper end of the wall.
  • the trench 26 corresponding to the dimensions of the molded wall to be produced is cut and kneaded.
  • mixing of the cut ground with the binder 24 initially contained in the pre-trench 20 is carried out simultaneously. It is understood that this gives a very good mixing of the binder 24 and the ground constituting the trench. 26, by the vertical movement of the tools of the slicer. This ensures obtaining a molded wall of great homogeneity and therefore of high quality.
  • the molded wall obtained by the implementation of the improved method makes it possible to obtain a molded wall 28 whose current portion 30 has a substantially rectangular cross section and whose upper portion 32 has a flared shape. or trapezoidal such that the upper face 34 of the upper portion 32 is flush with the surface of the ground S. It is thus understood that the upper surface 34 of the molded wall has a width greater than that of the running portion 30 of the diaphragm wall. With this arrangement, the bearing surface provided by the upper part of the molded wall for the constructions that will be carried out later on the soil surface, is very substantially increased, which improves the transfer of loads from the construction to the wall , while maintaining the same wall width.
  • the slicer may advantageously also include injection tubes for a liquid product which consists either of water alone or of water loaded with adjuvants conventionally used in cements or grouts or a bentonite sludge.
  • the binder is non-liquid.
  • the trench digging machine or slicer, simultaneously digs the entire depth of the trench.
  • FIG. 3 shows a first example of soil reinforcement structures constituted by five substantially identical rectilinear molded walls 40, 42, 44 and 46.
  • these walls have a depth of about 3 to 6 meters. and the spacing between two adjacent walls can be from 2 to 5 meters.
  • Figure 4 shows another embodiment of the soil reinforcement structure.
  • the structure is constituted by a kind of rectilinear linear molded wall grids constituted by a first set of parallel walls 48 and a second set of parallel walls 50. These two wall assemblies are orthogonal to one another with respect to the other. In this case, the distance between the two adjacent walls can be between 2 and 5 meters.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de réalisation d'une paroi moulée dans le sol qui comprend les étapes suivantes :
  • on dispose au droit du tracé de la paroi à réaliser un liant ; et
  • on creuse une tranchée correspondant à la paroi à réaliser tout en mélangeant le matériau du sol avec le liant dans tout le volume de la tranchée, par quoi on obtient la paroi moulée.

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé de réalisation de parois moulées du type désigné sous l'expression anglo-saxonne "SOIL MIXING", et une paroi moulée du type obtenu par la mise en oeuvre du procédé.
  • Cette technique de réalisation de parois moulées consiste à réutiliser le sol extrait lors de la réalisation de la tranchée servant à réaliser la paroi moulée et à mélanger le sol avec un liant de type convenable pour obtenir effectivement la paroi moulée définie par la forme de la tranchée.
  • La technique de soil mixing peut être mise en oeuvre de deux manières différentes :
    • soit on extrait effectivement le sol de la tranchée, on le mélange avec le liant et on remplit avec le mélange la tranchée précédemment réalisée ;
    • soit à l'aide d'une trancheuse spécialement adaptée, on injecte le liant dans la masse de terrain découpé en réalisant le mélange de celui-ci avec le terrain directement dans la tranchée.
  • La présente invention concerne le deuxième mode de mise en oeuvre de la technique dite de soil mixing.
  • Ainsi qu'on l'a expliqué succinctement ci-dessus, dans la technique de soil mixing considérée, la trancheuse est équipée de conduites d'injection de liant sous forme de coulis ou de béton qui est introduit dans le terrain découpé à l'aide des outils de la trancheuse et le mouvement vertical des outils de la trancheuse provoque simultanément le mélange ou malaxage du liant avec le terrain pour obtenir, après prise du liant, la paroi moulée.
  • Cette technique nécessite donc sur le chantier des moyens pour préparer le coulis ou le béton qui sera injecté. En outre, il s'avère que le mélange réalisé par malaxage sous l'effet du déplacement vertical des outils de la trancheuse n'est pas toujours satisfaisant, ce qui peut altérer très significativement la qualité et en particulier la résistance mécanique de la paroi moulée ainsi obtenue.
  • La réalisation de l'ensemble de la paroi moulée est obtenue au fur et à mesure de la progression de la trancheuse qui exécute la tranchée correspondant à la paroi moulée à réaliser. De telles trancheuses sont bien connues et ne seront donc pas ici décrites plus en détail, on peut mentionner notamment la demande de brevet européen EP 974 634, le brevet français 1 458 165 ou le brevet européen EP 563 472.
  • Un premier objet de la présente invention est de fournir un procédé de réalisation d'une paroi moulée par une méthode de soil mixing qui permet de réduire le coût de la réalisation de cette paroi et d'améliorer les qualités du mélange entre le liant et le terrain excavé.
  • Selon l'invention, le procédé de réalisation d'une paroi moulée dans le sol se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    • on dispose au droit du tracé de la paroi à réaliser un liant ; et
    • on creuse une tranchée correspondant à la paroi à réaliser tout en mélangeant le matériau du sol avec le liant dans tout le volume de la tranchée, par quoi on obtient la paroi moulée.
  • On comprend que selon le procédé de l'invention, on dispose d'abord au droit du tracé de la paroi moulée à réaliser un liant et on creuse une tranchée correspondant à la paroi à réaliser tout en mélangeant le terrain découpé avec le liant afin d'obtenir le matériau malaxé constituant la paroi.
  • Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé, dans une étape préliminaire, on creuse une pré-tranchée de profondeur réduite selon le tracé de la paroi à réaliser et on dispose le liant dans ladite pré-tranchée.
  • On comprend que selon ce mode préféré de mise en oeuvre, la pré-tranchée constitue une sorte de confinement du liant qui sera donc plus facilement entraînée par les outils de la trancheuse lors de l'opération de découpe du terrain pour être mélangé avec le terrain découpé.
  • De préférence encore, les parois latérales de la pré-tranchée sont inclinées, par quoi la paroi moulée ainsi obtenue a en section droite une partie affleurant la surface du sol plus large que le reste de la paroi.
  • Un deuxième objet de la présente invention est de fournir un procédé de renforcement d'un sol qui se caractérise en ce qu'il consiste à réaliser une pluralité de parois moulées selon l'un quelconque des modes de mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus dans la zone du sol à renforcer.
  • Un troisième objet de la présente invention est de fournir une paroi linéaire verticale moulée dans le sol tel qu'obtenue par la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, la paroi se caractérisant en ce qu'elle comprend : une partie supérieure affleurant la surface du sol et une partie courante enterrée dans le sol, la partie courante ayant en section droite une largeur sensiblement constante, ladite partie supérieure ayant une forme évasée de telle manière que l'extrémité supérieure de la paroi ait une largeur supérieure à celle de la partie courante.
  • On comprend qu'en raison de l'extrémité supérieure évasée de la paroi, la surface d'appui pour la construction à réaliser au-dessus des parois linéaires verticales est augmentée, ce qui favorise et améliore le transfert des charges de la construction à la paroi.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs.
  • La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
    • la figure 1a est une vue de dessus d'une première étape d'un premier mode de mise en oeuvre du procédé de réalisation de paroi moulée ;
    • la figure 1b est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 1a ;
    • la figure 1c est une vue verticale de la paroi moulée obtenue par la mise en oeuvre du premier mode de réalisation du procédé ;
    • la figure 2a est une vue de dessus de la première étape d'un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de réalisation de paroi moulée ;
    • la figure 2b est une vue en coupe verticale selon la ligne B-B de la figure 2a ;
    • la figure 2c est une vue en coupe verticale de la deuxième étape du deuxième mode de mise en oeuvre du procédé ;
    • la figure 2d est une vue en coupe verticale de la paroi moulée obtenue par la mise en oeuvre du deuxième mode de réalisation du procédé ;
    • la figure 2e est une vue partielle en perspective de la paroi moulée obtenue à l'aide du deuxième mode de mise en oeuvre du procédé ;
    • la figure 3 montre en perspective les parois moulées servant à réaliser une première structure de renforcement du sol ; et
    • la figure 4 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de parois moulées pour le renforcement d'un sol.
  • En se référant tout d'abord aux figures 1a à 1c, on va décrire un premier mode de mise en oeuvre du procédé de réalisation de parois moulées. Dans une première étape, on dispose au droit de la paroi à réaliser sur la surface du sol S, la paroi à réaliser étant repérée par les lignes en pointillés P, un dépôt de matériau liant 10. Le volume linéique de matériau liant 10 dépend bien sûr de la nature du terrain, de la nature du liant et de la profondeur H de la paroi moulée à réaliser de telle manière qu'une fois mélangé au terrain occupant le volume correspondant à la paroi, on obtienne effectivement un matériau présentant les caractéristiques souhaitées pour constituer la paroi. Dans une deuxième étape, à l'aide d'une trancheuse du type décrit précédemment et spécialement adaptée, on réalise progressivement l'ensemble de la tranchée correspondant à la paroi de telle manière que simultanément le liant 10 qui se trouvait initialement à la surface du sol soit mélangé avec le terrain découpé pour obtenir la paroi 12. Après l'obtention de cette paroi, il sera nécessaire de procéder à l'arasion de la partie supérieure 14 en relief par rapport à la surface du sol S.
  • Pour que le dépôt de liant 10 reste effectivement en place au droit du tracé de la paroi moulée à réaliser, il est nécessaire que celui-ci présente une compacité ou une viscosité suffisante. Ce liant peut être de la chaux ou un ciment convenable. Avec certains liants, il pourra être nécessaire d'injecter à l'aide de la trancheuse, un liquide contenant de l'eau et éventuellement des adjuvants ou de la bentonite.
  • En se référant maintenant aux figures 2a à 2e, on va décrire un mode préféré de mise en oeuvre du procédé de réalisation de parois moulées. Selon cette variante, dans une étape préliminaire, on réalise à l'aide de tout engin convenable une pré-tranchée 20 au droit de la paroi moulée à réaliser. De préférence, cette pré-tranchée présente des parois latérales inclinées 22 de telle manière que la partie supérieure de la prétranchée 20 débouchant dans la surface du sol S ait une largeur I supérieure à la largeur e de la paroi moulée à réaliser.
  • De préférence, la largeur e de la partie courante de la paroi moulée est comprise entre 0,25 m et 0,40 m, la largeur I de la partie supérieure de la pré-tranchée 20 est comprise entre 0,25 m et 1 m, et la profondeur p de la pré-tranchée est comprise entre 0,40 m et 0,80. La hauteur totale de la paroi réalisée H étant par exemple comprise entre 3 et 6 m. Plus généralement, le rapport entre I et e est de préférence compris entre 1,2 et 2,5 et la profondeur p de la pré-tranchée est comprise entre 5 et 25% de la hauteur totale H de la paroi.
  • Dans l'étape suivante illustrée par la figure 2c, on met en place dans la pré-tranchée 20 le liant 24 qui est du même type que celui qui a été décrit en liaison avec les figures 1a à 1c. Les dimensions en section droite de la pré-tranchée 20 doivent être telles que bien entendu le liant 24 y soit entièrement contenu et que du fait de l'effet d'augmentation de volume lié à l'excavation de la tranchée servant à réaliser la paroi moulée, la paroi moulée finale soit dans sa partie supérieure entièrement contenue dans la pré-tranchée 20, ce qui évite d'avoir à procéder à l'arasion de l'extrémité supérieure de la paroi.
  • Dans l'étape suivante illustrée par la figure 2d à l'aide d'une trancheuse, on réalise par découpe et malaxage la tranchée 26 correspondant aux dimensions de la paroi moulée à réaliser. Durant la réalisation de la tranchée 26, on réalise simultanément le mélange du terrain découpé avec le liant 24 contenu initialement dans la pré-tranchée 20. On comprend que l'on obtient ainsi un très bon malaxage du liant 24 et du terrain constituant la tranchée 26, par le déplacement vertical des outils de la trancheuse. Cela assure l'obtention d'une paroi moulée d'une grande homogénéité et donc d'une grande qualité.
  • Comme le montrent les figures 2d et 2e, la paroi moulée obtenue par la mise en oeuvre du procédé perfectionné permet d'obtenir une paroi moulée 28 dont la partie courante 30 a une section droite sensiblement rectangulaire et dont la partie supérieure 32 a une forme évasée ou trapézoïdale telle que la face supérieure 34 de la partie supérieure 32 affleure à la surface du sol S. On comprend ainsi que la surface supérieure 34 de la paroi moulée présente une largeur supérieure à celle de la partie courante 30 de cette paroi moulée. Grâce à cette disposition, la surface d'appui procurée par la partie supérieure de la paroi moulée pour les constructions qui seront réalisées ultérieurement à la surface du sol, est très sensiblement augmentée, ce qui améliore le transfert de charges de la construction à la paroi, tout en conservant une même largeur de paroi.
  • Comme dans le cas du premier mode de mise en oeuvre du procédé, selon la nature du liant 24, la trancheuse peut avantageusement comporter également des tubulures d'injection d'un produit liquide qui est constitué soit uniquement par de l'eau, soit par de l'eau chargée avec des adjuvants utilisés classiquement dans les ciments ou les coulis ou encore d'une boue de bentonite.
  • Selon une variante, le liant est non liquide.
  • Selon une autre variante, la machine de creusement de la tranchée, ou trancheuse, creuse simultanément la totalité de la profondeur de la tranchée.
  • Les parois moulées telles qu'obtenues par la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment peuvent avantageusement servir à renforcer un sol dans une zone où l'on veut construire des bâtiments ou d'autres constructions. Sur la figure 3, on a représenté un premier exemple de structures de renforcement du sol constituées par cinq parois moulées rectilignes sensiblement identiques 40, 42, 44 et 46. Par exemple, ces parois ont une profondeur de l'ordre de 3 à 6 mètres et l'écartement entre deux parois adjacentes peut être de 2 à 5 mètres.
  • La figure 4 montre un autre mode de réalisation de la structure de renforcement du sol. Dans ce cas, la structure est constituée par une sorte de quadrillages de parois moulées linéaires rectilignes constituées par un premier ensemble de parois parallèles 48 et par un deuxième ensemble de parois parallèles 50. Ces deux ensembles de paroi sont orthogonaux l'un par rapport à l'autre. Dans ce cas, la distance entre les deux parois adjacentes peut être comprise entre 2 et 5 mètres.
  • Il va de soi que pour certaines applications, le renforcement du sol pourrait être obtenu à l'aide de tranchées non rectilignes.

Claims (16)

  1. Procédé de réalisation d'une paroi moulée dans le sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    - on dispose au droit du tracé de la paroi à réaliser un liant ; et
    - on creuse une tranchée correspondant à la paroi à réaliser tout en mélangeant le matériau du sol avec le liant dans tout le volume de la tranchée, par quoi on obtient la paroi moulée.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans une étape préliminaire, on creuse une pré-tranchée de profondeur réduite selon le tracé de la paroi à réaliser et on dispose ledit liant dans ladite pré-tranchée.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parois latérales de la pré-tranchée sont inclinées, par quoi la paroi ainsi obtenue a, en section droite, une partie affleurant à la surface du sol plus large que le reste de la paroi.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en même temps qu'on mélange le liant et le matériau du sol, on injecte dans le mélange un liquide.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le volume de la pré-tranchée est déterminé de telle manière qu'après mélange du matériau constituant le sol du liant et éventuellement du liquide, ledit mélange affleure la surface supérieure de la pré-tranchée.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit liant est non liquide.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le creusement de la tranchée et le mélange sont réalisés par une machine qui se déplace selon le tracé de la paroi à réaliser.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite machine creuse simultanément la totalité de la profondeur de la tranchée.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la partie courante de la tranchée a une section droite rectangulaire.
  10. Procédé de renforcement d'un sol, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une pluralité de parois selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans la zone du sol à renforcer.
  11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites parois sont sensiblement rectilignes.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites parois sont sensiblement parallèles les unes aux autres.
  13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites parois sont disposées selon des directions sensiblement perpendiculaires.
  14. Paroi linéaire verticale moulée dans le sol, obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend : une partie supérieure affleurant à la surface du sol et une partie courante enterrée dans le sol, ladite partie courante ayant en section droite une largeur sensiblement constante, ladite partie supérieure ayant une forme évasée de telle manière que l'extrémité supérieure de la paroi ait une largeur supérieure à celle de la partie courante.
  15. Paroi selon la revendication 14, caractérisée en ce que la largeur de la partie évasée est comprise entre 1,2 fois et 2,5 fois la largeur de la partie courante de la paroi.
  16. Paroi selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que la hauteur de la partie évasée est comprise entre 5 % et 25 % de la hauteur de la paroi.
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