EP2006452A1 - Elément de fondation et bâtiment comprenant de tels éléments - Google Patents

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EP2006452A1
EP2006452A1 EP08290521A EP08290521A EP2006452A1 EP 2006452 A1 EP2006452 A1 EP 2006452A1 EP 08290521 A EP08290521 A EP 08290521A EP 08290521 A EP08290521 A EP 08290521A EP 2006452 A1 EP2006452 A1 EP 2006452A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
pile
tube
sleeve
foundation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08290521A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marie Denis
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.)
Jean-Marie Renovation
Original Assignee
Jean-Marie Renovation
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Filing date
Publication date
Application filed by Jean-Marie Renovation filed Critical Jean-Marie Renovation
Publication of EP2006452A1 publication Critical patent/EP2006452A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/80—Ground anchors
    • E02D5/801—Ground anchors driven by screwing

Definitions

  • the invention relates to the realization of foundations without hydraulic binder such as concrete or equivalent, for building structures such as cottages, houses.
  • the invention relates to the establishment of micropiles as a foundation for such structures.
  • the document GB 2409873 describes a micropile in the form of a steel tube provided with a lower end at an angle.
  • This micropile carries, projecting, a helical circular steel blade welded at the bottom end.
  • this micropile is provided with bayonet mounting means for a sleeve.
  • a lower transverse plate is welded to the sleeve. Threaded axial studs are mounted at the periphery of this transverse plate. These threaded studs connect the lower transverse plate to an upper transverse plate, provided with radial oblong holes. Building elements (eg a floor) can be attached to the top plate.
  • the assembly allows an axial and lateral adjustment of the position of the upper plate, relative to the axis of the tube.
  • the micropile described in the document GB 2409873 is very close to the one that was the subject of CSTB technical opinion 3 / 06-463 or the screw piles that were the subject of the evaluation report CCMC 13268-R of the Institute for Research in Construction of Canada .
  • the devices known in the prior art have many drawbacks, in particular poor strength / weight ratio, poor resistance / price ratio and sensitivity to corrosion.
  • the invention relates, in a first aspect, to a foundation element comprising a pile and a mounting plate of construction elements such as beam, this foundation element comprising a connecting element between the pile and the plate, this connecting element for adjusting the distance between the plate and the pile, the pile comprising a threaded piece protruding beyond an upper transverse plane, threaded piece on which is mounted a sleeve provided with a thread, means for assembling the plate to a tube provided with a thread complementary to the thread of the sleeve, screwing the tube relative to the sleeve to change the distance between the plate and the upper transverse plane of the stake.
  • the invention relates, according to a second aspect, to a building, particularly a detached house, extension of a detached house, the foundations of which include at least one element as defined above.
  • the building is such that its foundations are of dry foundation type, the foundation elements as defined above being put in place without hydraulic binder.
  • the Applicant has developed micropiles put in place by embedding cast aluminum elements of about a meter in length, the assembly of these elements being carried out using a stud provided with a particular thread ensuring the alignment of the elements of the micropile.
  • the geometry of the micropiles of the plaintiff is such that they screw themselves in the ground, under the effect of a hammer, without vibration, and this by compressing the surrounding ground.
  • the massive axial core micropiles of the plaintiff gives them a high resistance to buckling.
  • micropiles 1 appearing in the appended figures are thus advantageously of the type described in the documents FR2894603 or EP1441076 in the name of the plaintiff.
  • the micropiles 1 with massive axial core push back the soil at their establishment and are type screwed autoforant, injectable or not. They exhibit a high resistance to tearing, as well as a high compressive strength and buckling.
  • the micropile 1 is formed of cast aluminum elements, each element comprising two axial threads 2,3 (visible in figure 4 ) for the installation of assembly studs 4.
  • all the pins 4 are substantially identical and are screwed into identical threads 2.3.
  • the boring is 78 mm, the tapping being 60 mm, the total length of the studs 4 being 130 mm, the length of the thread on these studs being 115 mm.
  • the pitch of the thread is fine and 1200, so that when a section performs a turn of thread on an assembly pin 4, the bearing faces 5 of the sections deviate or are close to one of the other 12 mm.
  • the thread pitch is 300, 600, or 900.
  • pitch is meant here the distance measured in a plane containing the axis of the threaded stud, between two homologous points of two successive profiles. in the same net.
  • the pitch of the helix is chosen such that the screwing into the ground of the micropiles 1 leads to a tightening of the sections on each other.
  • the threads are three in number, for example trapezoidal.
  • the stud 4 is then primed by the three nets at the same time.
  • the diameter of the studs 4 is 20 mm or 26 mm.
  • the studs 4 are advantageously made of high-strength aluminum of the type 7049A according to the standard NF EN 573-1 (AlZn8MgCu), the potential difference between the aluminum alloy of the micropiles and that of the stud being very weak.
  • the studs are protected by hard anodizing. The risks of galvanic corrosion are negligible.
  • a sleeve 6 is mounted on the upper end of the micropower 1.
  • This sleeve 6 comprises a lower annular skirt 7, a transverse wall 8 and an upper annular skirt 9.
  • the lower annular skirt 7 has an internal diameter substantially equal to the functional clearance, to the maximum diameter of the micropile.
  • the transverse wall 8 is provided with an axial through hole for mounting the sleeve 6 on the stud 4.
  • the transverse wall 8 is pressed against the transverse bearing face 5 of the micropile 1, by tightening a nut E (see figure 4 ).
  • the upper annular skirt 9 is provided with an internal thread, mounting a threaded axial tube 10.
  • this tube 10 carries a transverse plate 11 for mounting a transverse plate 12.
  • the assembly of the plate to the transverse plate 11 is provided with two screws 13, 14.
  • Each of the two screws 13, 14 passes through an oblong hole 15, 16 formed in the plate 12.
  • the position of the plate 12 with respect to the micropile 1 can thus be adjusted very finely.
  • the axial distance between the plate 12 and the bearing surface 5 of the micropile can be adjusted by manually screwing the tube 10 into the sleeve 6.
  • This screwing also makes it possible to vary the angular position of the plate, without modifying greatly the axial position of this plate, using a fine thread for the tube 10.
  • the threaded axial tube 10 is provided with a pitch of 400, so that when the transverse plate 12 is turned by a quarter turn, the axial displacement of this plate 12 is only a millimeter.
  • the plate 12 is provided with means for mounting construction elements, for example an H beam.
  • Figures 1 to 3 these mounting means comprise oblong through holes 17-20, substantially identical, each of these oblong holes being arranged parallel to a side edge of a plate 12 of square section. These embodiments should not be considered as limiting.
  • seals 22, 23 allow insulation against galvanic corrosion.
  • the height of these seals 22, 23 is substantially greater than part of the screws 13, 14 remaining protruding on the plate 12.
  • the setting up of the whole represented in figure 2 can be performed as follows.
  • the micropile sections are driven one by one into the ground.
  • the operator screws the stud 4 in the last micropile section, and fixes the sleeve 6 on this stud 4 with a nut E.
  • the operator has Furthermore prepared the assembly of the plate 12 to the threaded tube 10, and then comes to screw the tube 10 on the sleeve 6, until a correct positioning of the plate 12.
  • This correct positioning is defined by three factors: the distance axial separating the plate 12 from the last micropile section, the possible decentering of the plate 12 relative to the axis of slenderness of the micropile, and the orientation of the plate 12.
  • the operator places the joints and fixes the construction elements, such as beam 21, on the plate 12, for example by screwing.
  • the seals 22, 23 are integral with the plate, for example welded to the plate 12.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

Elément de fondation comprenant un pieu (1) et une platine (12) de montage d'éléments de construction tels que poutre (21), cet élément de fondation comprenant un élément de liaison entre le pieu (1) et la platine (12), cet élément de liaison permettant le réglage de la distance entre la platine (12) et le pieu (1), caractérisé en ce que le pieu (1) comprend une pièce filetée saillante au-delà d'un plan transversal supérieur, pièce filetée sur laquelle est monté un manchon (6) pourvu d'un filetage, des moyens permettant d'assembler la platine (12) à un tube (10) pourvu d'un filetage complémentaire au filetage du manchon (6), le vissage du tube (10) par rapport au manchon (6) permettant de modifier la distance entre la platine (12) et la plan transversal supérieur du pieu (1).

Description

  • L'invention concerne la réalisation de fondations sans liant hydraulique tel que béton ou équivalent, pour des structures de bâtiment telles que des chalets, des maisons individuelles.
  • Plus précisément, l'invention se rapporte à la mise en place de micropieux en tant que fondation pour de telles structures.
  • Le document GB 2409873 décrit un micropieu sous la forme d'un tube en acier pourvu d'une extrémité inférieure en biais. Ce micropieu porte, en saillie, une lame d'acier circulaire hélicoïdale, soudée en partie extrême inférieure. A sa partie supérieure, ce micropieu est pourvu de moyens de montage à baïonnette pour un manchon. Une plaque transversale inférieure est soudée au manchon. Des goujons axiaux filetés sont montés à la périphérie de cette plaque transversale. Ces goujons filetés relient la plaque transversale inférieure à une plaque transversale supérieure, pourvue de trous oblongs radiaux. Les éléments de bâtiment (par exemple un plancher) peuvent être fixés à la plaque supérieure. Le montage permet un réglage axial et latéral de la position de la plaque supérieure, par rapport à l'axe du tube. Le micropieu décrit dans le document GB 2409873 est très proche de celui ayant fait l'objet de l'avis technique 3/06-463 du CSTB ou des pieux vissés ayant fait l'objet du rapport d'évaluation CCMC 13268-R de l'Institut de recherche en construction du Canada.
  • Les documents WO 2004/020743 et CA 2209198 décrivent d'autres exemples de pieux de fondation selon l'art antérieur.
  • Les dispositifs connus dans l'art antérieur présentent de nombreux inconvénients, en particulier mauvais rapport résistance/poids, mauvais rapport résistance/prix et sensibilité à la corrosion.
  • La demanderesse s'est attachée à pallier ces difficultés.
  • A ces fins, l'invention se rapporte, selon un premier aspect, à un élément de fondation comprenant un pieu et une platine de montage d'éléments de construction tels que poutre, cet élément de fondation comprenant un élément de liaison entre le pieu et la platine, cet élément de liaison permettant le réglage de la distance entre la platine et le pieu, le pieu comprenant une pièce filetée saillante au-delà d'un plan transversal supérieur, pièce filetée sur laquelle est monté un manchon pourvu d'un filetage, des moyens permettant d'assembler la platine à un tube pourvu d'un filetage complémentaire au filetage du manchon, le vissage du tube par rapport au manchon permettant de modifier la distance entre la platine et la plan transversal supérieur du pieu.
  • Cet élément de fondation présente, selon diverses réalisations, les caractères suivants, le cas échéant combinés :
    • le manchon comprend une jupe annulaire inférieure d'un diamètre sensiblement égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre externe du pieu, le manchon comprenant en outre une jupe annulaire supérieure pourvu dudit filetage, une paroi transversale séparant les jupes annulaires inférieure et supérieure, cette paroi transversale étant pourvue d'un trou de montage sur la pièce filetée ;
    • la pièce filetée saillante au-delà du plan transversal supérieur du pieu est axiale ;
    • la pièce filetée saillante au-delà du plan transversal supérieur du pieu est un goujon fileté rapporté en partie supérieure du pieu ;
    • les moyens d'assemblage de la platine au tube comprennent des moyens de réglage du décentrage de la platine par rapport au tube, et par là même, du décentrage de la platine par rapport à l'axe élancement du pieu ;
    • les moyens d'assemblage de la platine au tube comprennent une plaque transversale au tube, au moins un trou traversant oblong sur la platine, et au moins un ensemble vis écrou ;
    • la platine est de section sensiblement carrée et comprend, parallèlement à au moins deux de ses côtés, un trou traversant oblong de passage de moyens d'assemblage tels que vis, pour la fixation d'éléments de construction tels que poutres ;
    • le pieu est un pieu hélicoïdal vissé autoforant.
  • L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect, à un bâtiment, notamment maison individuelle, extension de maison individuelle, dont les fondations comprennent au moins un élément tel que défini ci-dessus.
  • Avantageusement, le bâtiment est tel que ses fondations sont de type fondation sèche, les éléments de fondations tels que définis ci-dessus étant mis en place sans liant hydraulique.
  • D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une partie extrême d'un pieu de fondation selon un mode de réalisation ;
    • la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, une poutre étant représentée en position montée sur le pieu de fondation ;
    • la figure 3 est une vue latérale correspondant à la figure 1 ;
    • la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un pieu de fondation selon un mode de réalisation.
  • La demanderesse a développé des micropieux mis en place par enfoncement d'éléments en fonte d'aluminium d'environ un mètre de longueur, l'assemblage de ces éléments étant effectué à l'aide d'un goujon pourvu d'un filetage particulier assurant l'alignement des éléments du micropieu. La géométrie des micropieux de la demanderesse est telle qu'ils se vissent d'eux-mêmes dans le sol, sous l'effet d'un marteau, sans vibration, et ce en comprimant le sol environnant. L'âme axiale massive des micropieux de la demanderesse leur confère une résistance élevée au flambement.
  • Les micropieux 1 apparaissant sur les figures annexées sont ainsi avantageusement du type décrit dans les documents FR2894603 ou EP1441076 au nom de la demanderesse.
  • Avantageusement, les micropieux 1 à âme axiale massive refoulent le sol à leur mise en place et sont de type vissé autoforant, injectable ou non. Ils présentent une résistance à l'arrachement élevée, de même qu'une grande résistance en compression et au flambement.
  • Dans la suite de cette description, les termes « radial », « axial », « transversal » seront employés par rapport à l'axe d'élancement et d'enfoncement des micropieux.
  • Les dimensions et les matériaux qui vont être précisés ci-dessous ne doivent pas être considérés comme limitatifs mais comme illustration de modes de réalisation actuellement préférés.
  • Le micropieu 1 est formé d'éléments en fonte d'aluminium, chaque élément comprenant deux taraudages axiaux 2,3 (visibles en figure 4) pour la mise en place de goujons d'assemblage 4.
  • Avantageusement, tous les goujons 4 sont sensiblement identiques et sont vissés dans des taraudages 2,3 identiques.
  • A titre d'exemple le percement est de 78 mm, le taraudage étant de 60 mm, la longueur totale des goujons 4 étant de 130 mm, la longueur du filetage sur ces goujons étant de 115 mm. Lorsqu'un goujon 4 est vissé manuellement à fond de filet, il saille ainsi une longueur de 55 mm de filets, la tolérance étant de plus ou moins 1 mm. Avantageusement, le pas du filetage est fin et de 1200, de sorte que lorsqu'un tronçon effectue un tour de filet sur un goujon d'assemblage 4, les faces d'appui 5 des tronçons s'écartent ou se rapprochent l'une de l'autre de 12 mm. Dans d'autres modes de réalisation, le pas de filetage est de 300, 600, ou 900. Par « pas » on désigne ici la distance mesurée dans un plan contenant l'axe du goujon fileté, entre deux points homologues de deux profils successifs d'un même filet. Le pas de l'hélice est choisi de telle sorte que le vissage dans le sol des micropieux 1 conduise à un serrage des tronçons les uns sur les autres. Avantageusement, les filets sont au nombre de trois, par exemple trapézoïdaux. L'amorçage du goujon 4 s'effectue alors par les trois filets en même temps. A titre indicatif, le diamètre des goujons 4 est de 20 mm ou de 26 mm.
  • Pour des tronçons de micropieux en fonte d'aluminium, les goujons 4 sont avantageusement en aluminium haute résistance du type 7049A suivant la norme NF EN 573-1 (AlZn8MgCu), la différence de potentiel entre l'alliage d'aluminium des micropieux et celui du goujon étant très faible. De plus, les goujons sont protégés par anodisation dure. Les risques de corrosion galvanique sont ainsi négligeables.
  • Un manchon 6 est monté sur la partie extrême haute du micropieu 1. Ce manchon 6 comprend une jupe annulaire inférieure 7, une paroi transversale 8 et une jupe annulaire supérieure 9.
  • La jupe annulaire inférieure 7 a un diamètre interne sensiblement égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre maximum du micropieu.
  • La paroi transversale 8 est pourvue d'un trou traversant axial permettant le montage du manchon 6 sur le goujon 4. Lorsque le manchon 6 est monté sur le micropieu 1, la paroi transversale 8 est plaquée contre la face d'appui transversale 5 du micropieu 1, par le serrage d'un écrou E (voir figure 4).
  • La jupe annulaire supérieure 9 est pourvue d'un taraudage interne, de montage d'un tube axial fileté 10. En partie supérieure, ce tube 10 porte une plaque transversale 11 de montage d'une platine transversale 12. L'assemblage de la platine à la plaque transversale 11 est assuré à l'aide de deux vis 13, 14.
  • Chacune des deux vis 13, 14 passe au travers d'un trou oblong 15, 16 ménagés dans la platine 12.
  • La position de la platine 12 par rapport au micropieu 1 peut ainsi être réglée de manière très fine.
  • En effet, la distance axiale entre la platine 12 et la face d'appui 5 du micropieu peut être réglée par le vissage manuel du tube 10 dans le manchon 6. Ce vissage permet également de faire varier la position angulaire de la platine, sans modifier grandement la position axiale de cette platine, en utilisant un filetage fin pour le tube 10. Ainsi, avantageusement, le tube axial fileté 10 est pourvu d'un pas de 400, de sorte que lorsque la platine transversale 12 est tournée d'un quart de tour, le déplacement axial de cette platine 12 n'est que de un millimètre.
  • Il est également possible de décaler la platine 12 par rapport à l'axe d'élancement du micropieu, l'amplitude de ce décalage étant définie par la position des vis 13, 14 dans les trous oblongs 15, 16.
  • La platine 12 est pourvue de moyens de montage d'éléments de constructions, par exemple poutre en H. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, ces moyens de montage comprennent des trous traversants oblongs 17-20, sensiblement identiques, chacun de ces trous oblong étant disposés parallèlement à un bord latéral d'une platine 12 de section carrée. Ces modes de réalisation ne doivent pas être considérés comme limitatifs.
  • Avantageusement, entre la platine 12 et une poutre 21 (par exemple une poutre de plancher), des joints 22, 23 permettent l'isolation contre la corrosion galvanique. La hauteur de ces joints 22, 23 est sensiblement supérieure à partie des vis 13, 14 restant en saillie sur la platine 12.
  • Une vis radiale 24, traversant la jupe annulaire 7, assure le blocage en rotation du manchon 6 par rapport au micropieu 1.
  • La mise en place de l'ensemble représenté en figure 2 peut être effectuée de la manière suivante.
  • Dans un premier temps, les tronçons de micropieu sont enfoncés un à un dans le sol. Lorsque la longueur souhaitée de micropieu a été enfoncée dans le sol, l'opérateur visse le goujon 4 dans le dernier tronçon de micropieu, et fixe le manchon 6 sur ce goujon 4 à l'aide d'un écrou E. L'opérateur a par ailleurs préparé l'assemblage de la platine 12 au tube fileté 10, et vient alors visser le tube 10 sur le manchon 6, jusqu'à obtenir un positionnement correct de la platine 12. Ce positionnement correct est défini par trois facteurs : la distance axiale séparant la platine 12 du dernier tronçon de micropieu, le décentrage éventuel de la platine 12 par rapport à l'axe d'élancement du micropieu, et l'orientation de la platine 12.
  • L'opérateur place alors les joints et fixe les éléments de construction, tels que poutre 21, sur la platine 12, par exemple par vissage. Le cas échéant, les joints 22, 23 sont solidaires de la platine, par exemple soudés à la platine 12.

Claims (10)

  1. Elément de fondation comprenant un pieu (1) et une platine (12) de montage d'éléments de construction tels que poutre (21), cet élément de fondation comprenant un élément de liaison entre le pieu (1) et la platine (12), cet élément de liaison permettant le réglage de la distance entre la platine (12) et le pieu (1), caractérisé en ce que le pieu (1) comprend une pièce filetée saillante au-delà d'un plan transversal supérieur, pièce filetée sur laquelle est monté un manchon (6) pourvu d'un filetage, des moyens permettant d'assembler la platine (12) à un tube (10) pourvu d'un filetage complémentaire au filetage du manchon (6), le vissage du tube (10) par rapport au manchon (6) permettant de modifier la distance entre la platine (12) et la plan transversal supérieur du pieu (1).
  2. Elément de fondation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (6) comprend une jupe annulaire inférieure d'un diamètre sensiblement égal, au jeu fonctionnel près, au diamètre externe du pieu (1), le manchon (6) comprenant en outre une jupe annulaire supérieure (9) pourvu dudit filetage, une paroi transversale (8) séparant les jupes annulaires inférieure (7) et supérieure (9), cette paroi transversale (8) étant pourvue d'un trou de montage sur la pièce filetée.
  3. Elément de fondation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce filetée saillante au-delà du plan transversal supérieur du pieu est axiale.
  4. Elément de fondation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce filetée saillante au-delà du plan transversal supérieur du pieu est un goujon (4) fileté rapporté en partie supérieure du pieu (1).
  5. Elément de fondation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage de la platine (12) au tube (10) comprennent des moyens de réglage du décentrage de la platine (12) par rapport au tube (10), et par là même, du décentrage de la platine (12) par rapport à l'axe élancement du pieu (1).
  6. Elément de fondation selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage de la platine (12) au tube (10) comprennent une plaque transversale au tube, au moins un trou traversant oblong (15, 16) sur la platine (12), et au moins un ensemble vis écrou.
  7. Elément de fondation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (12) est de section sensiblement carrée et comprend, parallèlement à au moins deux de ses côtés, un trou traversant oblong de passage de moyens d'assemblage tels que vis, pour la fixation d'éléments de construction tels que poutres.
  8. Elément de fondation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pieu (1) est un pieu hélicoïdal vissé autoforant.
  9. Bâtiment, notamment maison individuelle, extension de maison individuelle, caractérisé en ce que ses fondations comprennent au moins un élément tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Bâtiment selon la revendication 9, caractérisé en ce que ses fondations sont de type fondation sèche, les éléments de fondations tels que définis dans l'une quelconque des revendications 1 à 8 étant mis en place sans liant hydraulique.
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