FR2822172A1

FR2822172A1 - Shoring device for excavation support wall comprises stabilization support supported against wall end and rigid support structure inside excavation supported against external wall

Info

Publication number: FR2822172A1
Application number: FR0103384A
Authority: FR
Inventors: Jean Robert Gauthey
Original assignee: Spie Fondations
Current assignee: Spie Fondations
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: DE60112543T2; ATE301743T1; ES2247037T3; EP1243702A1; FR2822172B1; EP1243702B1; DE60112543D1

Abstract

The shoring device (10) for a support wall (2) of an excavation (1) comprises a stabilization support (15) which is supported against the wall end (15a). A rigid support structure (12) is located inside the excavation and against the external wall (12a) of which the stabilization support is supported at its opposite end (15b) so that the interior of the structure defines a freely accessible work space (25). An Independent claim is included for the use of the shoring device.

Description

DISPOSITIF D'ETAYAGE D'UNE PAROI DE SOUTENEMENT
DE FOUILLE ET UTILISATION D'UN TEL DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif d'étayage d'une paroi de soutènement de fouille, notamment pour chantier, et particulièrement adapté à une utilisation en zone sismique. SUPPORT DEVICE FOR A RETAINING WALL
OF SEARCH AND USE OF SUCH A DEVICE
The invention relates to a device for shoring up an excavation retaining wall, in particular for a building site, and particularly suitable for use in a seismic zone.

Dans les fouilles traditionnelles, qui concernent tout type de creusement, excavation, puits, etc., l'étayage et la stabilisation des parois de soutènement s'effectuent au moyen de butons traversants qui travaillent en compression de paroi à paroi, ou de tirants d'ancrage. In traditional excavations, which relate to any type of excavation, excavation, well, etc., the shoring and stabilization of the retaining walls are carried out by means of through struts which work in compression from wall to wall, or by tie rods anchor.

Les tirants d'ancrage sont des ouvrages de haute technologie utilisant des précontraintes en acier et une zone de scellement. Cette mise en oeuvre complexe et coûteuse nécessite le phasage complexe de terrassements et peut s'avérer impossible du fait de la présence d'ouvrages (canalisation, tunnels, caves, etc...). The anchors are high-tech structures using steel prestresses and a sealing zone. This complex and costly implementation requires the complex phasing of earthworks and may prove to be impossible due to the presence of works (piping, tunnels, cellars, etc.).

Les butons sont en général réalisés en métal et leur présence entre les parois encombre la fouille, rendant difficile l'exécution des travaux ultérieurs tels qu'un terrassement ou du gros oeuvre. De plus, en cas de grandes dimensions, cette solution nécessite des systèmes de contreventement et des appuis intermédiaires, par exemple des poteaux préfondés, et du fait de leur élasticité, des problèmes de dilatation et/ou de déformation liés à la température peuvent nécessiter des mises en oeuvre complexes telles que l'utilisation de pré-chargements, de vérins à accumulation, de peintures réfléchissantes, etc.... Cette solution limite donc l'accès à la fouille du fait de la présence d'un enchevêtrement de butons pouvant par ailleurs se croiser à des hauteurs différentes. The struts are generally made of metal and their presence between the walls obstructs the excavation, making it difficult to carry out subsequent work such as earthworks or structural work. In addition, in the case of large dimensions, this solution requires bracing systems and intermediate supports, for example prefabricated posts, and because of their elasticity, problems of expansion and / or deformation related to temperature may require complex implementations such as the use of preloadings, storage cylinders, reflective paints, etc. This solution therefore limits access to the search due to the presence of a tangle of struts which can in addition to cross at different heights.

Ces systèmes ne donnent donc pas satisfaction tant du point de vue de leur encombrement que de leur mise en oeuvre, qui s'avère complexe, ainsi que de leur fiabilité ou de leur polyvalence dans les applications. These systems are therefore not satisfactory both from the point of view of their size and of their implementation, which proves to be complex, as well as their reliability or their versatility in applications.

Le but de l'invention est de résoudre au moins l'un des problèmes évoqués ci-dessus. The object of the invention is to solve at least one of the problems mentioned above.

Pour ce faire, l'invention prévoit d'utiliser au moins un buton associé à une structure rigide d'appui qui permet de libérer une zone de travail en son centre afin d'accéder plus facilement à l'intérieur de la fouille. To do this, the invention provides for using at least one strut associated with a rigid support structure which makes it possible to free a work area at its center in order to gain easier access to the interior of the excavation.

Plus précisément, l'objet de l'invention concerne un dispositif d'étayage d'une paroi de soutènement de fouille définissant un intérieur de More specifically, the subject of the invention relates to a device for shoring up a excavation retaining wall defining an interior of

fouille limitée par cette paroi, ledit dispositif comprenant au moins un buton de stabilisation ayant deux extrémités pour prendre appui contre ladite paroi au niveau d'une première extrémité, dans lequel au moins une structure rigide d'appui, est destinée à être disposée à l'intérieur de la fouille. Contre une paroi de cette structure vient s'appuyer un buton de stabilisation, par l'extrémité opposée à la première extrémité, de sorte que ladite structure est suffisamment proche de la paroi de fouille pour définir un espace de travail libre d'accès. excavation limited by this wall, said device comprising at least one stabilizing pin having two ends for bearing against said wall at a first end, in which at least one rigid support structure, is intended to be disposed at the inside the excavation. Against a wall of this structure comes to bear a stabilizing strut, by the end opposite to the first end, so that said structure is close enough to the excavation wall to define a workspace that is free to access.

De manière avantageuse, la structure rigide d'appui est réalisée en matériau la rendant amovible, par exemple en matériaux composites. Advantageously, the rigid support structure is made of material making it removable, for example composite materials.

Avantageusement encore, tous les butons de stabilisation exercent une force de compression centripète sur la structure rigide d'appui. Advantageously also, all the stabilizing struts exert a centripetal compression force on the rigid support structure.

Dans un mode de réalisation préféré, les butons sont disposés tout autour de la structure rigide d'appui de manière à répartir la force de compression et limiter la déformation de ladite structure. In a preferred embodiment, the struts are arranged all around the rigid support structure so as to distribute the compressive force and limit the deformation of said structure.

La structure rigide d'appui est de surface de type cylindrique, de section circulaire, elliptique, ou encore polyédrique, par exemple sensiblement rectangulaire, suivant la forme de la fouille, ou bien de type surface de révolution, en particulier de forme conique, ou bien encore en empilement successif cylindro-révolutionnaire. Cela lui permet ainsi de mieux supporter les forces de compressions exercées par les butons. The rigid support structure is of cylindrical type surface, of circular, elliptical section, or else polyhedral, for example substantially rectangular, depending on the shape of the excavation, or else of surface of revolution type, in particular of conical shape, or although still in successive cylindro-revolutionary stacking. This allows it to better withstand the compressive forces exerted by the struts.

Selon un mode préféré de réalisation, une pluralité de structures rigides d'appui sont empilées les unes au-dessus des autres en fonction de la profondeur de la fouille. According to a preferred embodiment, a plurality of rigid support structures are stacked one above the other depending on the depth of the excavation.

Avantageusement, afin de répartir la charge appliquée contre la paroi de la fouille, des poutres sont intercalées entre des butons et la paroi de fouille. Advantageously, in order to distribute the load applied against the wall of the excavation, beams are interposed between the struts and the excavation wall.

Le dispositif peut également comprendre des dalles contre lesquelles prennent appui les butons, pour s'adapter à la forme de la paroi de la fouille, notamment au niveau des angles de la paroi de la fouille. The device can also include slabs against which the struts bear, to adapt to the shape of the wall of the excavation, in particular at the angles of the wall of the excavation.

Selon un aspect complémentaire, la structure rigide d'appui est munie de poteaux de support adaptés pour reposer et/ou pénétrer dans le sol constituant le fond de la fouille. According to a complementary aspect, the rigid support structure is provided with support posts adapted to rest and / or penetrate into the ground constituting the bottom of the excavation.

Selon un autre mode de réalisation, la structure rigide d'appui comprend également des fondations adaptées pour pénétrer dans le sol constituant le fond de la fouille. According to another embodiment, the rigid support structure also includes foundations adapted to penetrate the ground constituting the bottom of the excavation.

De préférence, les fondations forment une structure continue de même section ou épaisseur que celle de la structure rigide d'appui. Preferably, the foundations form a continuous structure of the same section or thickness as that of the rigid support structure.

Avantageusement, le dispositif présente, extérieurement à la structure rigide d'appui, des moyens supplémentaires de butonnage de pied de paroi. Advantageously, the device has, externally to the rigid support structure, additional means for buttressing the wall base.

En particulier, les moyens supplémentaires de butonnage prennent appui contre lesdites fondations. In particular, the additional buffering means bear against said foundations.

Le dispositif selon l'invention présente en particulier de bonnes aptitudes à être utilisé dans une zone sismique. The device according to the invention has in particular good aptitudes for being used in a seismic zone.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention

ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif d'étayage de fouille conforme à la présente Invention, et - la figure 2 est une vue en coupe de la figure 1 selon une ligne Asa'. Other characteristics, details and advantages of the invention

will appear on reading the description made with reference to the accompanying drawings given by way of example and in which: - Figure 1 is a top view of a excavation shoring device according to the present invention, and - the Figure 2 is a sectional view of Figure 1 along a line Asa '.

La figure 1 représente, en vue du dessus, une fouille 1 de type habituel creusée à une certaine profondeur dans le sol d'un terrain sur lequel se trouve un chantier de construction, par exemple d'un bâtiment. Cette fouille 1 présente une forme quelconque, par exemple de section polyédrique ou circulaire, délimitée par une paroi rigide 2. Cette paroi peut être moulée en béton, en mortier ou autre, ou se présenter sous la forme de planches de bois ou en métal permettant de soutenir la terre du sol creusé pour réaliser ladite fouille 1. Un dispositif 10 d'étayage de cette paroi rigide de soutènement 2 est également représenté sur la figure 1. Figure 1 shows, in top view, an excavation 1 of the usual type dug at a certain depth in the ground of a land on which there is a construction site, for example a building. This excavation 1 has any shape, for example of polyhedral or circular section, delimited by a rigid wall 2. This wall can be molded in concrete, mortar or other, or be in the form of wooden or metal planks allowing to support the earth of the dug soil to carry out said excavation 1. A device 10 for shoring up this rigid retaining wall 2 is also shown in FIG. 1.

Le dispositif d'étayage 10 conforme à l'invention comprend une structure rigide d'appui 12 disposée à l'intérieur de la fouille 1 et qui présente par exemple une section circulaire. Tout autour de cette structure rigide d'appui 12 sont disposés des butons 15 de stabilisation de type usuel qui prennent appui à une extrémité 15a contre la paroi de soutènement 2 de la fouille 1 et, à une extrémité opposée 15b, contre la paroi externe 12a de ladite structure rigide d'appui 12. Les butons 15 exercent une force de compression centripète sur la structure rigide d'appui 12 et ils sont répartis The shoring device 10 according to the invention comprises a rigid support structure 12 disposed inside the excavation 1 and which has for example a circular section. All around this rigid support structure 12 are arranged stabilization pins 15 of the usual type which bear at one end 15a against the retaining wall 2 of the excavation 1 and, at an opposite end 15b, against the external wall 12a of said rigid support structure 12. The struts 15 exert a centripetal compressive force on the rigid support structure 12 and they are distributed

tout autour de cette structure 12 de telle sorte que la force de compression est bien répartie pour éviter toute déformation trop importante d'une ou plusieurs zones particulières ou sensibles de la structure rigide d'appui 12. all around this structure 12 so that the compression force is well distributed to avoid any excessive deformation of one or more particular or sensitive zones of the rigid support structure 12.

De préférence, les butons de stabilisation 15 prennent appui

contre des poutres 16 de répartitions de contraintes représentées sur la figure 2. Ces poutres 16 sont placées à l'extrémité 15a des butons 15 et sont disposées perpendiculairement auxdits butons 15. Elles évitent ainsi que la paroi de soutènement 2 soit abîmée et par exemple marquée par un enfoncement éventuel des butons 15. Preferably, the stabilization struts 15 are supported

against beams 16 of stress distributions shown in FIG. 2. These beams 16 are placed at the end 15a of the struts 15 and are arranged perpendicular to said struts 15. They thus prevent the retaining wall 2 from being damaged and for example marked by possible depression of the struts 15.

En certains endroits, les butons 15 prennent appui contre des dalles 18, en particulier dans certains angles 2a, 2b, 2c et 2d de la paroi de soutènement 2 de la fouille1. In certain places, the struts 15 bear against slabs 18, in particular in certain angles 2a, 2b, 2c and 2d of the retaining wall 2 of the excavation1.

Comme illustrée sur la figure 2, la structure rigide d'appui 12 repose sur des poteaux de support 20 espacés et adaptés pour reposer et/ou pénétrer dans le sol constituant le fond de la fouille 1. Ces poteaux de support 20 sont de préférence scellés à des fondations de scellement 22 pénétrant dans le sol du fond de la fouille 1. As illustrated in FIG. 2, the rigid support structure 12 rests on support posts 20 spaced apart and adapted to rest and / or penetrate into the ground constituting the bottom of the excavation 1. These support posts 20 are preferably sealed to sealing foundations 22 penetrating into the ground at the bottom of excavation 1.

Dans le cadre d'une très grande fouille 1, les fondations de scellement 22 peuvent se présenter sous la forme d'un anneau continu sensiblement identique à celui de la structure rigide d'appui 12. Dans le cas particulier d'un anneau de fondation 22 des poteaux de support 20, cet anneau 22 peut également servir d'anneau de compression classique en coopérant avec des moyens supplémentaires de butonnage 24, tels que du béton, des injections du sol ou des injections de ciment ou de mortier sous pression ( jet grouting en terminologie anglo-saxonne). assurant plus

spécifiquement un transfert des charges du pied de la paroi 2. In the context of a very large excavation 1, the sealing foundations 22 may be in the form of a continuous ring substantially identical to that of the rigid support structure 12. In the particular case of a foundation ring 22 of the support posts 20, this ring 22 can also serve as a conventional compression ring by cooperating with additional abutment means 24, such as concrete, injections of the soil or injections of cement or mortar under pressure (jet grouting in Anglo-Saxon terminology). ensuring more

specifically a transfer of loads from the base of the wall 2.

La solution ainsi présentée permet de réaliser aisément l'étayage d'une paroi de soutènement 2 d'une fouille 1 d'un chantier, tout en libérant une zone de travail maximale 25 à l'intérieur de la structure rigide d'appui 12. Cela permet ainsi d'effectuer facilement, et sans risque pour les ouvriers, des travaux de terrassement, du gros oeuvre ou autre, ce qui était particulièrement difficile à réaliser avec les dispositifs de l'art antérieur car les butons traversaient la fouille de part et d'autre, éventuellement en se croisant à diverses hauteurs. The solution thus presented makes it possible to easily carry out the shoring of a retaining wall 2 of a excavation 1 of a building site, while freeing up a maximum working area 25 inside the rigid support structure 12. This thus makes it possible to carry out easily, and without risk for the workers, earthworks, structural work or other, which was particularly difficult to achieve with the devices of the prior art because the struts passed through the excavation on both sides and on the other, possibly by crossing at various heights.

Cette solution réduit aussi considérablement la longueur des butons 15 utilisés, ce qui permet d'avoir une bien meilleure tenue mécanique This solution also considerably reduces the length of the struts 15 used, which makes it possible to have much better mechanical strength.

en compression pour étayer la paroi de soutènement 2 et réduit la quantité de matière à utiliser, principalement l'acier, les butons étant généralement réalisés dans ce métal. in compression to support the retaining wall 2 and reduces the amount of material to be used, mainly steel, the struts being generally made of this metal.

La structure rigide d'appui 12 est par ailleurs amovible et facile à retirer une fois les opérations effectuées dans le fond de la fouille 1.
Elle peut être réutilisée pour d'autres fouilles et d'autres chantiers ce qui est particulièrement avantageux et économique. The rigid support structure 12 is also removable and easy to remove once the operations have been carried out in the bottom of the excavation 1.
It can be reused for other excavations and other sites which is particularly advantageous and economical.

La structure rigide d'appui 12 repose également sur un nombre nettement moindre de poteaux de support 15 que dans l'art antérieur, sans perte d'efficacité. The rigid support structure 12 also rests on a much smaller number of support posts 15 than in the prior art, without loss of efficiency.

Un tel dispositif 10 peut être utilisé quelle que soit la forme de la fouille 1, notamment grâce aux dalles d'angle 18. Il trouve une application particulière dans les zones sismiques car la portée des butons est nettement réduite, réduisant ainsi l'effet de déformation élastique pouvant provoquer des déplacements de la paroi de soutènement. Such a device 10 can be used whatever the shape of the excavation 1, in particular thanks to the angle slabs 18. It finds a particular application in seismic zones because the range of the struts is markedly reduced, thus reducing the effect of elastic deformation which can cause displacements of the retaining wall.

En cas de fouille 1 profonde et donc de paroi de soutènement 2 assez haute, il est possible d'empiler verticalement plusieurs structures rigides d'appui 12 selon la profondeur de la fouille 1, comme cela est illustré sur la figure 2. In the event of a deep excavation 1 and therefore of a fairly high retaining wall 2, it is possible to stack vertically several rigid support structures 12 according to the depth of the excavation 1, as illustrated in FIG. 2.

Une chronologie des travaux peut alors être la suivante : - réalisation de la paroi moulée ; - réalisation des poteaux de support et des fondations ; - réalisation d'une première et mise en place d'une structure d'appui par exemple annulaire ; - mise en place des premiers terrassements et des butons ; - terrassements sur un niveau déterminé et pose ou construction d'un deuxième anneau d'appui, et pose de butons de deuxième niveau ; - réitération tant que nécessaire. A chronology of the work can then be as follows: - production of the diaphragm wall; - production of support posts and foundations; - production of a first and installation of a support structure, for example annular; - installation of the first earthworks and struts; - earthworks on a given level and installation or construction of a second support ring, and installation of second level struts; - reiteration as necessary.

Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It should be understood, however, that these examples are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they do not in any way constitute a limitation.

Ainsi, la structure rigide d'appui peut être constituée d'éléments préfabriqués en acier, béton armé ou non, ou en matériaux composites qui peuvent être démontables. Elle peut également être réalisée en béton contraint, armé ou non. Dans ce cas, elle est démolie en fin de Thus, the rigid support structure may consist of prefabricated elements of steel, reinforced or unreinforced concrete, or of composite materials which may be removable. It can also be made of constrained concrete, reinforced or not. In this case, it is demolished at the end of

travaux. Par ailleurs, la forme de la structure rigide d'appui peut varier en fonction de celle de la fouille. works. Furthermore, the shape of the rigid support structure may vary depending on that of the excavation.

Claims

1. Shoring device (10) of a retaining wall (2) of excavation (1) defining an excavation interior bounded by this wall, said device (10) comprising at least one stabilizing strut (15) having two ends (15a, 15b) for bearing against said wall (2) at a first end (15a), characterized in that it also has at least one rigid support structure (12) intended to be arranged inside the excavation and against an external wall (12a) from which abuts a stabilizing pin (15) at the end (15b) opposite the first end, so that said structure (12 ) is close enough to the excavation wall (2) to define a workspace (25) free of access.

2. Shoring device according to claim 1, characterized in that the rigid support structure (12) is made of material making this structure removable.

3. Shoring device according to claim 1 or 2, characterized in that all of the stabilizing pins (15) exert a centripetal compressive force on the rigid support structure (12).

4. Shoring device according to claim 3, characterized in that the struts (15) are arranged all around the rigid support structure (12) to distribute the compressive force and limit the deformation of said structure (12) .

5. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid support structure (12) is of cylindrical type surface.

6. Shoring device according to the preceding claim, in which the cylindrical surface is chosen between a circular, elliptical and polyhedral section.

7 shoring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rigid support structure is at least partly of revolution.

8. Shoring device according to the preceding claim, in which the rigid support structure is in a cylindro-revolutionary stack.

9. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of structures

rigid supports (12) are stacked one above the other depending on the depth of the excavation (1).

10. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises

distribution beams (16) of the stress applied against the wall (2) of the excavation (1), said beams (16) being interposed between pins (15) and the wall of the excavation (2).

11. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises slabs (18) against which bear the struts (15) to adapt to the shape of the wall (2 ) of the excavation (1).

12. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the rigid support structure (12) is provided with support posts (20) adapted to rest and / or penetrate into the ground constituting the bottom of the excavation (1).

13. Shoring device according to any one of

previous claims, characterized in that the rigid support structure (12) also comprises foundations (22) adapted to penetrate into the ground constituting the bottom of the excavation (1).

14. Shoring device according to claim 13, characterized in that the foundations (22) form a continuous structure of the same section as that of the rigid support structure (12).

15. Shoring device according to any one of the preceding claims, characterized in that it has, externally to the rigid support structure (12), additional abutment means (24) of the wall base (2) .

16. Shoring device according to claims 13 and 15 or 14 and 15, characterized in that the additional abutment means (24) bear against the foundations (22).

17. A shoring device according to claim 16, in which the additional means are chosen from struts, concrete, consolidation injections and injections of cement or mortar under pressure.

18. Use of the device (10) for shoring a retaining wall (2) of excavation (1) according to any one of the preceding claims in seismic zone.