FR2678680A1 - Sealant lining composed of prefabricated concrete elements, in particular for tunnels - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un revêtement d'étanchéité, notamment de tunnel, composé d'éléments préfabriqués en béton, en appui les uns contre les autres, chaque élément comportant sur ses faces terminales une gorge dans laquelle est logé un joint en matière souple établissant l'étanchéité avec les éléments voisins. The present invention relates to a waterproofing coating, in particular for a tunnel, composed of prefabricated concrete elements, bearing against each other, each element comprising on its end faces a groove in which is housed a seal made of flexible material establishing the sealing with neighboring elements.
L'invention vise également un procédé pour fixer un joint souple à un élément en béton utilisable dans le revêtement ci-dessus. The invention also relates to a method for fixing a flexible joint to a concrete element usable in the above coating.
Les revêtements du type ci-dessus tapissent la face intérieure généralement cylindrique des tunnels et assurent l'étanchéité de ceux-ci à l'égard des eaux de ruissellement. The coatings of the above type line the generally cylindrical inner face of the tunnels and seal them against runoff.
Les éléments préfabriqués en béton utilisés pour réaliser ces revêtements ont une forme arquée. A cet effet, ils sont généralement désignés sous le nom de voussoirs. The precast concrete elements used to make these coatings have an arched shape. For this purpose, they are generally designated under the name of segments.
Pour réaliser l'étanchéité entre ces voussoirs, ceux-ci comportent sur leur périphérie, c'est-à-dire sur leur quatre faces terminales, une gorge dans laquelle est logée un joint continu en matière souple telle que du polyéthylène-propylène alvéolé. Ces joints ceinturent complètement chaque voussoir et tiennent en place dans la gorge périphérique du fait de l'élasticité du joint et de la colle qui le fixe dans la gorge. To achieve the seal between these segments, they comprise on their periphery, that is to say on their four end faces, a groove in which is housed a continuous seal made of flexible material such as honeycombed polyethylene-propylene. These joints completely surround each segment and hold in place in the peripheral groove due to the elasticity of the joint and the glue which fixes it in the groove.
Etant donné que chaque élément est ceinturé par un joint sans fin, le joint d'un élément est en contact avec les joints des éléments voisins. Since each element is surrounded by an endless joint, the joint of one element is in contact with the joints of neighboring elements.
Le joint ci-dessus peut être du type hydrogonflant par l'ajout au polymère d'un composant hydrophile dont le volume augmente considérablement par adsorption d'eau. The above seal can be of the hydrogonflating type by adding to the polymer a hydrophilic component whose volume increases considerably by adsorption of water.
Les inconvénients de ce type de joints sont nombreux. The disadvantages of this type of joint are numerous.
En effet, le contact joint contre joint doit être suffisant pour garantir l'étanchéité, compte tenu des tolérances de fabrication des voussoirs et des tolérances de pose de ceux-ci. De ce fait, la section des joints doit être relativement importante pour garantir un recouvrement suffisant. Indeed, the joint-to-joint contact must be sufficient to guarantee watertightness, taking into account the manufacturing tolerances of the segments and the installation tolerances thereof. Therefore, the joint section must be relatively large to ensure sufficient overlap.
Le coût de ces joints est ainsi relativement élevé. The cost of these seals is thus relatively high.
Le coût de ces joints est d'autant plus élevé qu'il est nécessaire d'utiliser pour chaque élément un joint qui le ceinture complètement alors qu'en théorie on pourrait réduire de moitié la longueur de ces joints en réalisant un contact joint-béton. The cost of these joints is all the more high as it is necessary to use for each element a joint which completely encircles it whereas in theory one could reduce by half the length of these joints by making a joint-concrete contact .
Toutefois, il n'est pas concevable de ceinturer d'un joint la moitié des éléments et de démunir de joint l'autre moitié des éléments. However, it is not conceivable to surround half of the elements with a joint and to deprive the other half of the elements of joint.
Par ailleurs, l'expérience a montré que le mode de fixation du joint, par serrage élastique et collage n'était pas suffisant. En effet, le déplacement de l'élément pour l'accostage final alors que les joints sont déjà en pression, les décolle et laisse souvent le coin du joint libre posant ainsi des problèmes d'étanchéité lors de la pose des éléments suivants. Furthermore, experience has shown that the method of fixing the joint, by elastic clamping and gluing, is not sufficient. Indeed, the displacement of the element for final docking when the joints are already under pressure, takes them off and often leaves the corner of the joint free, thus posing sealing problems when installing the following elements.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations ci-dessus, en créant un revêtement d'étanchéité, dans lequel le joint a une incidence sur le coût de fabrication nettement réduite, tout en assurant une étanchéité améliorée. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the above embodiments, by creating a sealing coating, in which the seal has a significantly reduced manufacturing cost, while ensuring improved sealing.
L'invention vise ainsi un revêtement d'étanchéité, notamment de tunnel, composé d'éléments préfabriqués en béton, en appui les uns contre les autres, chaque élément comportant sur ses faces terminales une gorge dans laquelle est logé un joint en matière souple établissant l'étanchéité avec les éléments voisins
Suivant l'invention, ce revêtement est caractérisé en ce que chaque élément comporte une gorge s'étendant uniquement sur une, deux ou trois faces terminales de l'élément, dans laquelle est logé un joint souple s'étendant ainsi sur une partie du périmètre de l'élément, ce joint souple étant en appui contre des faces terminales lisses d'éléments voisins, les joints des divers éléments assemblés venant en contact les uns avec les autres au niveau d'un coin d'un élément et d'une extrémité du joint d'un élément voisin pour réaliser une étanchéité continue.The invention thus relates to a waterproofing coating, in particular for a tunnel, composed of prefabricated concrete elements, bearing against each other, each element comprising on its end faces a groove in which is housed a seal made of flexible material establishing sealing with neighboring elements
According to the invention, this coating is characterized in that each element has a groove extending only on one, two or three end faces of the element, in which is housed a flexible seal thus extending over a part of the perimeter of the element, this flexible seal being in abutment against the smooth end faces of neighboring elements, the joints of the various assembled elements coming into contact with each other at a corner of an element and of one end of the joint of a neighboring element to achieve a continuous seal.
Dans une réalisation préférée de l'invention, chaque élément comporte une gorge s'étendant uniquement sur deux faces terminales adjacentes à l'un des quatre coins de l'élément, dans laquelle est logée un joint souple s'étendant ainsi sur un demi-périmètre de l'élément, ce joint souple étant en appui contre des faces terminales lisses d'éléments voisins. In a preferred embodiment of the invention, each element has a groove extending only on two end faces adjacent to one of the four corners of the element, in which is housed a flexible seal thus extending over a half perimeter of the element, this flexible seal being in abutment against smooth end faces of neighboring elements.
La longueur du joint est ainsi réduite de moitié, ce qui permet de diminuer son coût dans la même proportion. The length of the joint is thus reduced by half, which makes it possible to reduce its cost in the same proportion.
Etant donné que le contact s'établit entre joints souples et surfaces lisses en béton, le problème de réaliser un recouvrement suffisant entre joints adjacents, ne se pose plus. Ainsi, la section des joints peut être réduite par rapport à celle des joints ceinturant entièrement les éléments, ce qui permet de réduire encore davantage le coût des joints. Since contact is established between flexible joints and smooth concrete surfaces, the problem of achieving sufficient overlap between adjacent joints no longer arises. Thus, the cross-section of the seals can be reduced compared to that of the seals which completely surround the elements, which makes it possible to further reduce the cost of the seals.
Selon une version préférée de l'invention, le joint souple est scellé dans le béton de l'élément. According to a preferred version of the invention, the flexible joint is sealed in the concrete of the element.
Ce mode de fixation du joint solutionne les problèmes de décollement du joint, rencontrés dans la technique antérieure. I1 en résulte donc une étanchéité beaucoup plus sûre. This method of fixing the joint solves the problems of detachment of the joint encountered in the prior art. I1 therefore results in a much safer seal.
De préférence, l'élément comporte sur sa partie scellée dans le béton, une partie de section en queue d'aronde. Preferably, the element comprises on its part sealed in the concrete, a section part in dovetail.
Cette partie en queue d'aronde permet d'ancrer parfaitement le joint au béton de l'élément préfabriqué. This dovetail part allows the anchor to be perfectly anchored to the concrete of the prefabricated element.
Selon un autre aspect de l'invention, le procédé pour fixer un joint en matière souple à un élément préfabriqué en béton, lors du moulage de celuici, est caractérisé en ce qu'on maintient la face du joint opposée à la partie destinée à être noyée dans le béton, en contact avec la face interne du moule, en créant une dépression entre ladite face du joint et la face interne du moule à travers un canal qui débouche dans une cavité ménagée entre ladite face du joint et la face interne du moule, après quoi, on coule le béton dans le moule. According to another aspect of the invention, the method for fixing a flexible material joint to a precast concrete element, during molding thereof, is characterized in that the face of the joint opposite the part intended to be kept is maintained embedded in the concrete, in contact with the internal face of the mold, creating a depression between said face of the joint and the internal face of the mold through a channel which opens into a cavity formed between said face of the joint and the internal face of the mold , after which the concrete is poured into the mold.
Après durcissement du béton, le joint souple est solidement ancré au béton et ne risque ainsi pas de se décoller des éléments lors de leur accostage contre les éléments déjà posés. After the concrete has hardened, the flexible joint is firmly anchored to the concrete and therefore does not run the risk of coming loose from the elements when they come into contact with the elements already placed.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci après
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs
- la figure 1 est une vue en coupe d'un revêtement d'étanchéité du tunnel conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du revêtement,
- la figure 3 est une vue éclatée et développée sur un plan, du revêtement,
- la figure 4 est une vue en coupe, à échelle agrandie, montrant la jonction entre un élément muni d'un joint et un élément dépourvu de joint,
- la figure 5 est une vue en coupe schématique de la paroi d'un moule et du dispositif de maintien par dépression d'un joint, illustrant le procédé selon l'invention,
- la figure 6 est une vue en plan partielle d'un élément dont le joint porte en son coin une pastille hydrogonflante,
- la figure 7 est une vue en coupe d'un joint scellé dans le béton et comportant un boudin en matière hydrogonflante,
- la figure 8 est une vue éclatée montrant en plan une variable du revêtement selon l'invention.Other features and advantages of the invention will appear in the description below
In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples
FIG. 1 is a sectional view of a sealing lining for the tunnel according to the invention,
FIG. 2 is a view in longitudinal section of the coating,
FIG. 3 is an exploded view, developed on a plane, of the covering,
FIG. 4 is a sectional view, on an enlarged scale, showing the junction between an element provided with a seal and an element without seal,
FIG. 5 is a schematic sectional view of the wall of a mold and of the device for holding a vacuum by vacuum, illustrating the method according to the invention,
FIG. 6 is a partial plan view of an element, the seal of which carries a water-swelling tablet at its corner,
FIG. 7 is a sectional view of a joint sealed in the concrete and comprising a rod made of water-swelling material,
- Figure 8 is an exploded view showing in plan a variable of the coating according to the invention.
Dans la réalisation des figures 1 et 2, on a représenté un revêtement d'étanchéité 1 de tunnel, composé d'éléments préfabriqués en béton 2 de forme arquée en appui les uns contre les autres. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, a tunnel lining 1 is shown, composed of prefabricated concrete elements 2 of arcuate shape bearing against one another.
Chaque élément 2 comporte (voir figure 3 et 4) sur ses faces terminales 2a, 2b une gorge 3 dans laquelle est logé un joint en matière souple alvéolée, par exemple en polyéthylène-propylène établissant l'étanchéité avec les éléments voisins. Each element 2 comprises (see FIGS. 3 and 4) on its end faces 2a, 2b a groove 3 in which is housed a seal in flexible cellular material, for example in polyethylene-propylene establishing the seal with the neighboring elements.
Conformément à l'invention, chaque élément 2 comporte une gorge 3 s'étendant (voir figure 3) uniquement sur deux faces terminales 2a, 2b adjacentes à l'un des quatre coins de l'élément, dans laquelle est logé un joint souple 4 s'étendant ainsi sur un demipérimètre de l'élément. Ce joint souple 4 vient en appui contre des faces terminales lisses 2c, 2d d'éléments voisins. According to the invention, each element 2 has a groove 3 extending (see FIG. 3) only on two end faces 2a, 2b adjacent to one of the four corners of the element, in which is housed a flexible seal 4 thus extending over a half-perimeter of the element. This flexible seal 4 bears against smooth end faces 2c, 2d of neighboring elements.
Ainsi, chaque élément 2 comporte deux faces terminales 2a, 2b adjacentes munies d'un joint 2 entourant l'un des quatre coins, et deux faces terminales 2c, 2d adjacentes lisses, c'est-à-dire dépourvues de joint. Thus, each element 2 has two adjacent end faces 2a, 2b provided with a seal 2 surrounding one of the four corners, and two adjacent smooth faces 2c, 2d, that is to say without seal.
Lorsque les éléments 2 sont posés, les deux faces 2a, 2b munies d'un joint 3 sont en contact avec des faces lisses 2c, 2d d'éléments voisins, de sorte que les joints s'étendent de façon continue entre les éléments voisins. When the elements 2 are placed, the two faces 2a, 2b provided with a seal 3 are in contact with smooth faces 2c, 2d of neighboring elements, so that the joints extend continuously between the neighboring elements.
Par conséquent, la longueur des joints 3 est réduite de moitié par rapport à celle des joints ceinturant complètement les éléments des revêtements connus, tout en réalisant une étanchéité continue et complète. Consequently, the length of the seals 3 is reduced by half compared to that of the seals completely surrounding the elements of the known coatings, while achieving a continuous and complete seal.
La figure 4 montre que le joint souple 4 est scellé dans le béton 5 de l'élément 2. FIG. 4 shows that the flexible joint 4 is sealed in the concrete 5 of the element 2.
Par ailleurs, l'élément 2 comporte sur sa partie scellée dans le béton 5, une partie 6 de section en queue d'aronde assurant un ancrage très efficace dans le béton. Furthermore, the element 2 comprises on its part sealed in the concrete 5, a part 6 of dovetail section ensuring very effective anchoring in the concrete.
De plus, comme indiqué sur la figure 4, la face 4a du joint souple 4 destinée à venir en contact avec la face lisse 2c d'un élément 2 voisin, est concave. Cette face concave 4a est bordée par deux pans inclinés 4b. In addition, as shown in Figure 4, the face 4a of the flexible seal 4 intended to come into contact with the smooth face 2c of a neighboring element 2, is concave. This concave face 4a is bordered by two inclined faces 4b.
La figure 5 illustre le procédé pour fixer le joint 4 en matière souple à un élément préfabriqué en béton, lors du moulage de celui-ci. FIG. 5 illustrates the method for fixing the seal 4 made of flexible material to a prefabricated concrete element, during the molding of the latter.
Selon ce procédé, on maintient la face 4a du joint 4 opposée à la partie 6 destinée à être noyée dans le béton, en contact avec la face interne 7a du moule 7, en créant une dépression entre ladite face 4a du joint 4 et la face interne du moule à travers un canal 8. According to this method, the face 4a of the seal 4 opposite the part 6 intended to be embedded in the concrete is maintained, in contact with the internal face 7a of the mold 7, by creating a depression between said face 4a of the seal 4 and the face internal of the mold through a channel 8.
Ce canal 8 débouche dans une cavité 9 ménagée entre la face 4a du joint 4 et la face interne du moule. This channel 8 opens into a cavity 9 formed between the face 4a of the seal 4 and the internal face of the mold.
La dépression est créée en injectant de l'air comprimé dans une conduite 10 communiquant avec le canal 8 par l'intermédiaire d'un étranglement 11 à effet
Venturi.The vacuum is created by injecting compressed air into a pipe 10 communicating with the channel 8 via a throttle 11 with effect
Venturi.
Le procédé illustré par la figure 5, met en oeuvre un joint souple 4 présentant une face 4a concave. The method illustrated in Figure 5, implements a flexible seal 4 having a concave face 4a.
Dans ce cas, la cavité 9 est formée entre cette face concave 4a et une gorge 12 ménagée dans la face interne 7a du moule 7 et dans laquelle le joint 4 est partiellement engagé.In this case, the cavity 9 is formed between this concave face 4a and a groove 12 formed in the internal face 7a of the mold 7 and in which the seal 4 is partially engaged.
La dépression créée dans la cavité 9 applique de façon étanche le joint 4 dans la gorge 12 du moule, et maintient par conséquent le joint 4 en position. On peut ensuite couler le béton dans le moule, ce qui a pour effet de sceller dans le béton la partie du joint faisant saillie à l'intérieur du moule. The depression created in the cavity 9 tightly applies the seal 4 in the groove 12 of the mold, and consequently maintains the seal 4 in position. The concrete can then be poured into the mold, which has the effect of sealing the part of the joint projecting inside the mold into the concrete.
Après durcissement du béton, le joint 4 ne peut plus se décoller du béton, ce qui facilite la manipulation et la pose des éléments 2 et garantit une excellente étanchéité. After the concrete has hardened, the joint 4 can no longer detach from the concrete, which facilitates the handling and installation of the elements 2 and guarantees an excellent seal.
L'étanchéité au niveau des coins des éléments 2 peut éventuellement être améliorée, en appliquant sur le joint souple 4 dans la zone de ces coins, une pastille 13 en matière hydrogonflante (Voir figure 6). Une telle pastille pourrait également être appliquée aux extrémités des joints 4 c'est-à-dire entre les différents éléments de joint 4. The tightness at the corners of the elements 2 can possibly be improved, by applying to the flexible joint 4 in the area of these corners, a patch 13 made of water-swelling material (see FIG. 6). Such a patch could also be applied to the ends of the seals 4, that is to say between the different seal elements 4.
De même, si nécessaire, la face 4a des joints 4 pourrait comporter, comme indiqué sur la figure 7, un boudin 14 en matière hydrogonflante. Likewise, if necessary, the face 4a of the seals 4 could comprise, as indicated in FIG. 7, a flange 14 made of water-swelling material.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described and many modifications can be made to them without departing from the scope of the invention.
Ainsi dans la variante représentée sur la figure 8, les éléments 20, 21, 22, 23 comportent une gorge 20a, 21a, 22a, 23a s'étendant uniquement soit sur une, soit sur deux, soit sur trois faces terminales. Dans cette gorge 20a, 21a, 22a, 23a est logé un joint souple 4 s'étendant ainsi sur une partie du périmètre de l'élément. Lorsque les éléments sont assemblés, le joint 4 souple est en appui contre des faces terminales lisses d'éléments voisins, les joints 4 des divers éléments assemblés venant en contact les uns avec les autres au niveau d'un coin d'un élément et d'une extrémité du joint 4 d'un élément voisin pour réaliser une étanchéité continue. Thus in the variant shown in Figure 8, the elements 20, 21, 22, 23 have a groove 20a, 21a, 22a, 23a extending only either on one, on two, or on three end faces. In this groove 20a, 21a, 22a, 23a is housed a flexible seal 4 thus extending over part of the perimeter of the element. When the elements are assembled, the flexible joint 4 bears against the smooth end faces of neighboring elements, the joints 4 of the various assembled elements coming into contact with each other at a corner of an element and d 'one end of the seal 4 of a neighboring element to achieve a continuous seal.
On obtient alors une étanchéité équivalente à celle du revêtement représenté sur la figure 3, la longueur totale du joint étant réduite de moitié par rapport à celle des revêtements connus. This gives a seal equivalent to that of the coating shown in Figure 3, the total length of the joint being reduced by half compared to that of known coatings.
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