FR2960571A1 - MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING COLUMNS IN A SOIL - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une machine (10) pour la réalisation de colonnes dans un sol. L'invention se caractérise par le fait que la machine comporte : - un porteur (12) muni d'un mât (18) qui présente une direction longitudinale et une extrémité inférieure (18a) ; - un chariot mobile (22) monté coulissant le long du mât ; - un outil de perforation de sol (26) longitudinal fixé au chariot mobile, présentant une extrémité supérieure (26a,26b) reliée à des moyens d'alimentation en un premier matériau de construction, et une extrémité inférieure munie d'un orifice (28, 128) pour le refoulement du premier matériau de construction ; - un réservoir (30, 130) destiné à recevoir un deuxième matériau de construction, ledit réservoir étant monté à l'extrémité inférieure du mât tout en s'étendant autour de l'outil de perforation de sorte que l'outil de perforation soit apte à coulisser au travers du réservoir, ledit réservoir présentant une extrémité inférieure (32a) munie d'une ouverture (33) pour déverser le deuxième matériau de construction ; - des moyens pour introduire le réservoir (30) dans le sol (S).The invention relates to a machine (10) for producing columns in a soil. The invention is characterized in that the machine comprises: - a carrier (12) provided with a mast (18) which has a longitudinal direction and a lower end (18a); - a movable carriage (22) slidably mounted along the mast; - A longitudinal soil piercing tool (26) fixed to the movable carriage, having an upper end (26a, 26b) connected to supply means of a first building material, and a lower end provided with an orifice (28). 128) for the delivery of the first building material; a reservoir (30, 130) for receiving a second construction material, said reservoir being mounted at the lower end of the mast while extending around the perforating tool so that the perforating tool is suitable sliding through the reservoir, said reservoir having a lower end (32a) provided with an opening (33) for discharging the second building material; - Means for introducing the reservoir (30) into the soil (S).
Description
Arrière plan de l'invention La présente invention concerne le domaine des techniques d'amélioration de sol et celui des fondations profondes. De manière générale, les techniques d'amélioration de sol ont pour 5 objectif de consolider des terrains présentant une structure hétérogène, notamment lorsqu'ils sont inconstructibles. Ces techniques permettent en outre de prévenir les risques sismiques. Parmi ces techniques, il est connu de réaliser une ou plusieurs inclusions rigides dans le sol, par exemple sous la forme de colonnes. Ces 10 inclusions sont réalisées pour améliorer la capacité portante du sol. La présente invention concerne plus précisément une machine pour la réalisation de colonnes dans un sol, et un procédé utilisant ladite machine. On précise que ces colonnes peuvent également être des pieux de fondation. La figure 3 du document EP 1 688 543 décrit une machine et un procédé pour réaliser une inclusion rigide présentant la forme d'une colonne. Ce procédé comporte deux phases. Dans un premier temps, on réalise la portion inférieure de la colonne à l'aide d'un outil de forage 23 muni d'une pompe à béton, cette portion inférieure présentant un 20 diamètre constant sur toute sa hauteur. L'outil de forage est ensuite démonté puis remplacé par un autre outil, à savoir un vibreur. Après le changement d'outil, on réalise la portion supérieure de la colonne constituée de ballast. Ce procédé permet de réaliser des colonnes de type mixte, c'est-à-25 dire constituées de deux matériaux différents. Cependant, le démontage, le changement d'outillage et le remontage sont des étapes qui sont assez longues. Par suite, on comprend que la portion supérieure de la colonne ne peut pas être réalisée rapidement après la formation de la portion inférieure de la 30 colonne. Cette discontinuité temporelle dans la réalisation d'une colonne mixte présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, le ballast de la portion supérieure risque de mal s'associer avec le béton de la portion inférieure, créant ainsi une discontinuité dans la structure de la colonne, notamment à l'interface des deux matériaux. Par ailleurs, ce procédé est lent, complexe à mettre en oeuvre et surtout ne permet pas de maîtriser les caractéristiques géométriques de la colonne. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the field of soil improvement techniques and that of deep foundations. In general, soil improvement techniques are intended to consolidate land with a heterogeneous structure, especially when they are inconstructible. These techniques also make it possible to prevent seismic risks. Among these techniques, it is known to make one or more rigid inclusions in the soil, for example in the form of columns. These inclusions are made to improve the bearing capacity of the soil. The present invention more specifically relates to a machine for producing columns in a soil, and a method using said machine. It is specified that these columns can also be foundation piles. Fig. 3 of EP 1 688 543 discloses a machine and method for making a rigid inclusion having the shape of a column. This process comprises two phases. At first, the lower portion of the column is made using a drilling tool 23 provided with a concrete pump, this lower portion having a constant diameter over its entire height. The drilling tool is then removed and replaced by another tool, namely a vibrator. After the tool change, the upper portion of the ballast column is made. This method makes it possible to produce columns of mixed type, that is to say made of two different materials. However, dismantling, tooling and reassembly are steps that are quite long. As a result, it is understood that the upper portion of the column can not be carried out quickly after formation of the lower portion of the column. This temporal discontinuity in the production of a mixed column has several disadvantages. First, the ballast of the upper portion may not associate well with the concrete of the lower portion, thus creating a discontinuity in the structure of the column, especially at the interface of the two materials. Moreover, this method is slow, complex to implement and above all does not allow to control the geometric characteristics of the column.
Objet et résumé de l'invention Un but de l'invention est de proposer une machine et un procédé de réalisation de colonnes dans un sol qui remédient aux inconvénients précités. Ce but est atteint par le fait que la machine selon l'invention comporte : un porteur muni d'un mât qui présente une direction longitudinale et une extrémité inférieure ; un chariot mobile monté coulissant le long du mât un outil de perforation de sol longitudinal fixé au chariot mobile, présentant une extrémité supérieure reliée à des moyens d'alimentation en un premier matériau de construction, et une extrémité inférieure munie d'un orifice pour le refoulement du premier matériau de construction ; - un réservoir destiné à recevoir un deuxième matériau de construction, ledit réservoir étant monté à l'extrémité inférieure du mât tout en s'étendant autour de l'outil de perforation de sorte que l'outil de perforation soit apte à coulisser au travers du réservoir, ledit réservoir présentant une extrémité inférieure munie d'une ouverture pour déverser le deuxième matériau de construction ; des moyens pour introduire le réservoir dans le sol. Ainsi, la machine selon l'invention permet-elle de réaliser des colonnes mixtes avec un seul outillage et en une seule phase. Ces 30 colonnes présentent au moins une portion supérieure et une portion inférieure. On comprend par ailleurs que la portion inférieure de la colonne est réalisée grâce à l'outil de perforation, tandis que la portion supérieure de la colonne est réalisée grâce au réservoir qui est introduit dans le sol. Par 35 suite, la forme géométrique de la portion supérieure de la colonne correspond à la forme géométrique du réservoir. 10 15 20 25 On comprend également que la portion supérieure de la colonne est constituée du deuxième matériau de construction, tandis que la portion inférieure est préférentiellement, mais pas nécessairement, constituée du premier matériau de construction. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a machine and a method for producing columns in a soil that overcomes the aforementioned drawbacks. This object is achieved by the fact that the machine according to the invention comprises: a carrier provided with a mast which has a longitudinal direction and a lower end; a movable carriage slidably mounted along the mast a longitudinal soil perforation tool fixed to the movable carriage, having an upper end connected to supply means of a first building material, and a lower end provided with a hole for the delivery of the first building material; a reservoir for receiving a second construction material, said reservoir being mounted at the lower end of the mast while extending around the perforating tool so that the perforating tool is able to slide through the reservoir, said reservoir having a lower end provided with an opening for discharging the second building material; means for introducing the reservoir into the ground. Thus, the machine according to the invention makes it possible to produce mixed columns with a single tool and in a single phase. These columns have at least one upper portion and one lower portion. It is further understood that the lower portion of the column is made through the perforation tool, while the upper portion of the column is achieved through the tank which is introduced into the ground. As a result, the geometric shape of the upper portion of the column corresponds to the geometric shape of the reservoir. It is also understood that the upper portion of the column is made of the second building material, while the lower portion is preferably, but not necessarily, of the first building material.
Par rapport à l'art antérieur décrit ci-dessus, la machine selon l'invention présente l'intérêt de pouvoir réaliser des colonnes de manière simple et rapide, réduisant ainsi le cout de fabrication desdites colonnes. Par ailleurs et surtout, les colonnes réalisées à l'aide de la machine selon l'invention présentent une meilleure continuité structurelle, notamment à l'interface entre les deux matériaux de construction. En effet, le deuxième matériau étant déversé plus rapidement dans le sol, les premier et deuxième matériaux ont le temps de se mélanger à l'interface, grâce à quoi on obtient une continuité structurelle entre les deux matériaux nettement améliorée. Compared with the prior art described above, the machine according to the invention has the advantage of being able to produce columns in a simple and fast way, thus reducing the manufacturing cost of said columns. Moreover and above all, the columns made using the machine according to the invention have a better structural continuity, especially at the interface between the two building materials. Indeed, the second material being discharged more quickly into the ground, the first and second materials have time to mix at the interface, whereby we obtain a structural continuity between the two materials significantly improved.
On obtient ainsi facilement et rapidement des colonnes mixtes de meilleure qualité, présentant des caractéristiques géométriques et structurelles améliorées. Le premier matériau de construction est préférentiellement du béton, tandis que le deuxième matériau est préférentiellement du ballast, à la suite de quoi la portion inférieure de la colonne est constituée de béton, tandis que la portion supérieure de la colonne est constituée de ballast. De manière préférentielle, le réservoir présente un diamètre supérieur à celui de l'outil de perforation de sol, grâce à quoi la portion supérieure de la colonne présente avantageusement un diamètre supérieur à celui de la portion inférieure de la colonne. La machine selon l'invention permet donc de réaliser des colonnes mixtes, présentant un diamètre variable. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le porteur comporte en outre un mécanisme de déplacement pour déplacer le mât selon la direction longitudinale dudit mât, le réservoir étant fixé à l'extrémité inférieure du mât, et les moyens pour introduire le réservoir dans le sol comprenant ledit mécanisme de déplacement du mât. Par conséquent, le réservoir est introduit dans le sol par une translation longitudinale du mât du porteur. Pour ce faire, le mât est préférentiellement déplacé verticalement vers le sol, par exemple par le biais d'un vérin monté entre le châssis du porteur et le mât. Selon un deuxième mode de réalisation, le réservoir est monté coulissant le long de l'extrémité inférieure du mât, et les moyens pour introduire le réservoir dans le sol comprennent des moyens pour faire coulisser le réservoir le long de l'extrémité inférieure du mât. On comprend donc que le réservoir peut être descendu le long du mât de manière à être introduit dans le sol, et que le réservoir et le chariot peuvent coulisser le long du mât, indépendamment l'un de l'autre. This results in easy and fast mixed columns of better quality, with improved geometric and structural characteristics. The first building material is preferably concrete, while the second material is preferably ballast, after which the lower portion of the column is made of concrete, while the upper portion of the column is made of ballast. Preferably, the reservoir has a diameter greater than that of the soil perforation tool, whereby the upper portion of the column advantageously has a diameter greater than that of the lower portion of the column. The machine according to the invention thus makes it possible to produce mixed columns having a variable diameter. According to a first embodiment of the invention, the carrier further comprises a movement mechanism for moving the mast in the longitudinal direction of said mast, the reservoir being fixed at the lower end of the mast, and the means for introducing the reservoir. in the ground comprising said mechanism for moving the mast. Therefore, the tank is introduced into the ground by a longitudinal translation of the mast of the carrier. To do this, the mast is preferably moved vertically towards the ground, for example by means of a jack mounted between the frame of the carrier and the mast. According to a second embodiment, the tank is slidably mounted along the lower end of the mast, and the means for introducing the tank into the ground comprise means for sliding the tank along the lower end of the mast. It is therefore understood that the tank can be lowered down the mast so as to be introduced into the ground, and that the tank and the carriage can slide along the mast, independently of one another.
POUr chacun de ces deux modes de réalisation, selon une première variante de réalisation, l'outil de perforation est avantageusement une aiguille de vibrofonçage, et le chariot est équipé en outre d'un vibreur. Dès lors, la perforation du sol est réalisée en enfonçant l'aiguille dans le sol tout en la faisant vibrer pour facilité son enfoncement. For each of these two embodiments, according to a first variant embodiment, the perforation tool is advantageously a vibrating needle, and the carriage is further equipped with a vibrator. Therefore, the perforation of the ground is achieved by pushing the needle into the ground while making it vibrate for ease of penetration.
Par ailleurs, afin de faciliter l'introduction du réservoir dans le sol, la machine selon l'invention comporte en outre, de manière avantageuse, des moyens de solidarisation pour solidariser le réservoir avec l'outil de perforation. On comprend que lorsque le réservoir est solidarisé à l'aiguille, les vibrations générées par le vibreur du chariot sont transmises au réservoir. Le réservoir vibrant peut alors être plus facilement être introduit dans le sol, par déplacement du mât (premier mode de réalisation) ou par déplacement du réservoir le long du mât (deuxième mode de réalisation). De préférence, les moyens de solidarisation comportent au moins un vérin fixé au réservoir tout en étant arrangé pour exercer une pression transversale sur l'outil de perforation. Les moyens de solidarisation comprennent de préférence au moins une mâchoire qui est apte à venir enserrer l'outil de perforation. Dans chacun des deux modes de réalisation précédents, selon une deuxième variante, l'extrémité inférieure de l'outil de perforation porte un outil de coupe, et le chariot comporte en outre des moyens pour entraîner en rotation l'outil de perforation, par exemple un moteur, On comprend donc que la perforation est ici réalisée en entrainant l'outil de perforation en rotation autour de son axe. Furthermore, in order to facilitate the introduction of the tank into the ground, the machine according to the invention furthermore advantageously comprises securing means for securing the tank with the perforation tool. It is understood that when the tank is secured to the needle, the vibrations generated by the vibrator of the carriage are transmitted to the tank. The vibrating reservoir can then be more easily introduced into the ground, by moving the mast (first embodiment) or by moving the reservoir along the mast (second embodiment). Preferably, the securing means comprise at least one jack attached to the reservoir while being arranged to exert a transverse pressure on the perforating tool. The securing means preferably comprise at least one jaw which is able to grip the perforation tool. In each of the two previous embodiments, according to a second variant, the lower end of the perforation tool carries a cutting tool, and the carriage further comprises means for rotating the perforation tool, for example a motor, It is therefore understood that the perforation is here performed by driving the perforation tool in rotation about its axis.
Dans cette deuxième variante, le réservoir est préférentiellement muni d'un vibreur ou bien d'un oscillateur qui peut être activé de manière à faciliter l'introduction du réservoir dans le sol. Par ailleurs et de manière avantageuse, le réservoir présente un corps cylindrique qui est coaxial à l'outil de perforation, tandis que son extrémité inférieure présente une forme tronconique. Cette forme en ogive permet de faciliter l'introduction du réservoir dans le sol. On peut néanmoins prévoir d'autres formes en fonction de la géométrie de la colonne que l'on souhaite obtenir. In this second variant, the reservoir is preferably provided with a vibrator or an oscillator which can be activated so as to facilitate the introduction of the reservoir into the ground. Furthermore and advantageously, the reservoir has a cylindrical body which is coaxial with the perforation tool, while its lower end has a frustoconical shape. This ogival shape facilitates the introduction of the tank into the ground. However, other forms can be provided depending on the geometry of the column that one wishes to obtain.
Pour contrôler l'évacuation du deuxième matériau de construction dans le sol, le réservoir présente avantageusement un clapet commandable permettant d'obturer l'ouverture du réservoir. De préférence, le clapet est monté à l'extrémité d'un tube rotatif dans lequel l'outil de perforation peut coulisser. Ce tube rotatif constitue par ailleurs une chemise interne du réservoir. De préférence, une rotation du tube rotatif d'un quart de tour permet de faire passer l'ouverture du réservoir d'une position fermée à une position ouverte, et réciproquement, le pivotement du tube rotatif étant opéré grâce à un dispositif de pivotement. To control the evacuation of the second building material in the soil, the reservoir advantageously has a controllable valve for closing the opening of the tank. Preferably, the valve is mounted at the end of a rotary tube in which the perforating tool is slidable. This rotating tube also constitutes an internal jacket of the reservoir. Preferably, rotation of the rotary tube by a quarter of a turn makes it possible to pass the opening of the reservoir from a closed position to an open position, and conversely, the pivoting of the rotary tube being operated by means of a pivoting device.
Pour déverser le premier matériau de construction dans le sol, l'outil de perforation de la machine selon l'invention est, de préférence, également pourvu d'un obturateur apte à obturer l'orifice, ledit obturateur étant arrangé de telle manière qu'il obture l'orifice lorsque l'extrémité inférieure de l'outil de perforation vient au contact de l'extrémité inférieure du réservoir. L'obturateur selon l'invention permet notamment de fermer l'extrémité de l'outil de perforation, et donc stopper le déversement du premier matériau de construction dans le sol, après que la portion inférieure de la colonne a été moulée. In order to pour the first construction material into the ground, the perforation tool of the machine according to the invention is preferably also provided with a shutter capable of closing off the orifice, said shutter being arranged in such a way that it closes the orifice when the lower end of the perforating tool comes into contact with the lower end of the reservoir. The shutter according to the invention allows in particular to close the end of the perforation tool, and thus stop the spill of the first building material in the soil, after the lower portion of the column has been molded.
La présente invention porte également sur un procédé de réalisation d'une colonne dans un sol à l'aide d'une machine selon l'invention, ladite colonne étant constituée d'une portion inférieure et d'une portion supérieure, le procédé comportant les étapes suivantes, ces dernières pouvant être réalisées plusieurs fois, et dans un ordre différent de celui indiqué ci-dessous: - on fait pénétrer dans le sol l'outil de perforation jusqu'à une profondeur prédéterminée; on introduit le réservoir dans le sol ; on remonte l'outil de perforation, tout en pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion inférieure de la colonne - on remplit le réservoir avec un deuxième matériau de construction on remonte le réservoir tout en déversant le deuxième matériau de construction dans le sol via l'ouverture, de manière à former la portion supérieure de la colonne. Ce procédé permet d'obtenir une colonne mixte. Il peut être mis en oeuvre avec l'une ou l'autre des première et deuxième variantes des premier et second modes de réalisation de la machine selon l'invention. En particulier, la mise en oeuvre de ce procédé permet d'obtenir une colonne mixte dont la portion supérieure présente un diamètre supérieure à celui de la portion inférieure, lorsque le diamètre du réservoir est supérieur à celui de l'outil de perforation. On précise que le remplissage du réservoir peut également être réalisé avant son introduction dans le sol ou juste après. L'invention porte également sur un procédé de réalisation d'une colonne dans un sol à l'aide d'une machine selon le premier mode de réalisation de l'invention, ladite colonne étant constituée d'une portion inférieure et d'une portion supérieure, procédé dans lequel : - on fait pénétrer dans le sol l'outil de perforation jusqu'à une profondeur prédéterminée tout en faisant vibrer l'outil de perforation puis on solidarise le réservoir et l'outil de perforation ; on descend, selon une première longueur, l'ensemble constitué du réservoir et de l'outil de perforation tout en faisant vibrer cet ensemble, de sorte que le réservoir pénètre dans le sol ; on désolidarise le réservoir et l'outil de perforation - on remonte l'outil de perforation tout en pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion inférieure de la colonne - on remplit le réservoir avec un deuxième matériau de construction on solidarise le réservoir et l'outil de perforation ; on remonte l'ensemble formé du réservoir et de l'outil de perforation tout en déversant le deuxième matériau de construction dans le sol de manière à former la portion supérieure de la colonne. Là encore, le remplissage du réservoir peut avoir lieu avant l'introduction du réservoir dans le sol ou juste après. The present invention also relates to a method for producing a column in a soil using a machine according to the invention, said column consisting of a lower portion and an upper portion, the method comprising the following steps, the latter can be performed several times, and in an order different from that indicated below: - is penetrated in the ground the perforation tool to a predetermined depth; the tank is introduced into the soil; the puncture tool is raised, while pumping the first building material into the soil through the hole at the lower end of the perforating tool to form the bottom portion of the column - it fills the tank with a second building material is raised the tank while discharging the second building material into the soil via the opening, so as to form the upper portion of the column. This method makes it possible to obtain a mixed column. It can be implemented with one or the other of the first and second variants of the first and second embodiments of the machine according to the invention. In particular, the implementation of this method makes it possible to obtain a mixed column whose upper portion has a diameter greater than that of the lower portion, when the diameter of the reservoir is greater than that of the perforation tool. It is specified that the filling of the tank can also be performed before its introduction into the soil or just after. The invention also relates to a method for producing a column in a soil using a machine according to the first embodiment of the invention, said column consisting of a lower portion and a portion upper method in which: - the perforation tool is penetrated into the ground to a predetermined depth while vibrating the perforation tool and then the reservoir and the perforating tool are secured; the set consisting of the reservoir and the perforating tool is lowered along a first length while vibrating the assembly so that the reservoir enters the ground; the reservoir and the perforating tool are detached - the perforation tool is raised while pumping the first construction material into the ground through the hole at the lower end of the perforating tool so as to forming the lower portion of the column - the tank is filled with a second building material the reservoir and the perforating tool are secured; the assembly formed by the reservoir and the perforation tool is raised while pouring the second construction material into the ground so as to form the upper portion of the column. Again, the filling of the tank can take place before the introduction of the tank into the ground or just after.
Selon une variante du procédé de réalisation d'une colonne dans un sol à l'aide d'une machine selon le premier mode de réalisation de l'invention, on réalise les étapes suivantes afin d'obtenir une colonne constituée d'une portion inférieure, d'une portion médiane et d'une portion supérieure : on fait pénétrer dans le sol l'outil de perforation jusqu'à une profondeur prédéterminée tout en faisant vibrer l'outil de perforation ; on solidarise le réservoir et l'outil de perforation on descend, selon une première longueur, l'ensemble constitué du réservoir et de l'outil de perforation tout en faisant vibrer cet ensemble, de sorte que le réservoir pénètre dans le sol ; on désolidarise le réservoir et l'outil de perforation on remonte partiellement l'outil de perforation tout en pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation, de manière à former la portion inférieure de la colonne - on remplit le réservoir avec un deuxième matériau de construction ; on solidarise e réservoir et l'outil de perforation ; 25 30 35 on remonte légèrement l'ensemble formé du réservoir et de l'outil de perforation on désolidarise le réservoir et l'outil de perforation on remonte complètement l'outil de perforation tout en pompant le premier matériau dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion médiane de la colonne ; on remonte l'ensemble formé du réservoir et de l'outil de 10 perforation tout en déversant le deuxième matériau de construction dans le sol afin de former la portion supérieure de la colonne. Ici encore, le remplissage du réservoir peut avoir lieu avant l'introduction du réservoir dans le sol ou juste après. 15 Un autre objet de l'invention concerne un procédé de réalisation d'une colonne dont les portions inférieure et supérieure sont constituées par du premier matériau de construction, ce procédé étant mis en oeuvre à l'aide d'une machine selon le premier mode de réalisation de l'invention et comportant les étapes suivantes : 20 on fait pénétrer dans le sol l'outil de perforation jusqu'à une profondeur prédéterminée tout en faisant vibrer l'outil de perforation ; puis - on solidarise le réservoir et l'outil de perforation on descend, selon une première longueur, l'ensemble 25 constitué du réservoir et de l'outil de perforation tout en faisant vibrer cet ensemble, de sorte que le réservoir pénètre dans le sol ; - on désolidarise le réservoir et l'outil de perforation - on remonte partiellement l'outil de perforation tout en 0 pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion inférieure de la colonne on remonte l'ensemble formé du réservoir et de l'outil de perforation tout en pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion supérieure de la colonne. La colonne obtenue est donc constituée du premier matériau de construction. De préférence, le diamètre du réservoir est supérieur à celui de l'outil de perforation de sorte que la colonne obtenue présente un diamètre non constant. L'invention porte également sur un procédé de réalisation d'une colonne mixte dans un sol à l'aide d'une machine selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, ladite colonne étant constituée d'une portion inférieure et d'une portion supérieure, procédé dans lequel : on fait pénétrer dans le sol l'outil de perforation jusqu'à une profondeur prédéterminée tout en faisant tourner l'outil de perforation autour de son axe ; puis - on descend le réservoir tout en faisant vibrer ledit réservoir, de sorte que le réservoir pénètre dans le sol ; - on remonte l'outil de perforation tout en pompant le premier matériau de construction dans le sol au travers de l'orifice situé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation de manière à former la portion inférieure de la colonne ; - on remplit le réservoir avec un deuxième matériau de construction on remonte le réservoir tout en déversant le deuxième matériau de construction dans le sol de manière à former 25 la portion supérieure de la colonne. Ici aussi, le remplissage du réservoir peut également avoir lieu avant son introduction dans le sol ou juste après. Par ailleurs, la descente du réservoir peut avoir lieu en descendant le mât ou en déplaçant le réservoir le long du mât. 30 En outre, dans les procédés définis ci-dessus, on réalise de préférence une étape lors de laquelle on opère un déplacement alterné du réservoir et/ou de l'outil de perforation, lors de la remontée du réservoir et/ou de l'outil de perforation, de manière à compacter le deuxième matériau. 10 15 20 30 Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une machine pour la réalisation de colonnes dans un sol selon un premier mode de réalisation de l'invention ; .. la figure 2A est une vue de détail de la figure 1 montrant l'extrémité inférieure du mât portant le réservoir ; la figure 2B est une vue en coupe de la figure 2A la figure 3 illustre de manière schématique les moyens de solidarisation pour solidariser le réservoir et l'outil de perforation ; - la figure 4 est vue en perspective du réservoir de la figure 2B, montrant l'extrémité inférieure de l'outil de perforation et le tube rotatif déposé à l'intérieur du corps ; les figures 5A et 5B illustrent le principe de fonctionnement de l'obturateur disposé à l'extrémité inférieure de l'outil de perforation ; la figure 6 illustre les différentes étapes du procédé de réalisation d'une colonne, à l'aide de la machine de la figure 1 ; .. les figures 7A à 7D montrent différentes colonnes pouvant être réalisées grâce à la machine selon l'invention ; - la figure 8 illustre une machine pour la réalisation de colonnes selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 9 illustre les différentes étapes du procédé de réalisation d'une colonne à l'aide de la machine de la figure 8. According to a variant of the method for producing a column in a soil using a machine according to the first embodiment of the invention, the following steps are carried out in order to obtain a column consisting of a lower portion. , a middle portion and an upper portion: the perforation tool is penetrated into the ground to a predetermined depth while vibrating the perforation tool; the reservoir and the perforation tool are secured to one another, in a first length, down the assembly consisting of the reservoir and the perforating tool while vibrating the assembly, so that the reservoir enters the ground; the reservoir and the perforation tool are detached and the perforation tool is partially raised while pumping the first construction material into the ground through the hole at the lower end of the perforating tool, so as to forming the lower portion of the column - the tank is filled with a second building material; the reservoir and the perforation tool are secured; The tank and perforating tool assembly is slightly raised up, the reservoir and the perforating tool are detached and the perforation tool is completely raised while pumping the first material into the ground through the hole. orifice located at the lower end of the perforating tool so as to form the middle portion of the column; the formed reservoir and piercing tool assembly is raised while discharging the second construction material into the soil to form the upper portion of the column. Here again, the filling of the tank can take place before the introduction of the tank into the ground or just after. Another object of the invention relates to a method for producing a column whose lower and upper portions consist of first construction material, this method being implemented using a machine according to the first embodiment. embodiment of the invention and comprising the following steps: the perforation tool is penetrated into the ground to a predetermined depth while vibrating the perforation tool; the tank and the perforation tool are joined and the set 25 consisting of the reservoir and the perforation tool is lowered along a first length while the assembly vibrates so that the reservoir penetrates into the ground. ; the reservoir and the perforation tool are detached. The perforation tool is partially raised while pumping the first construction material into the ground through the orifice situated at the lower end of the perforation tool. in order to form the lower portion of the column, the assembly formed of the reservoir and the perforation tool is raised while pumping the first construction material into the ground through the orifice at the lower end of the perforation tool so as to form the upper portion of the column. The resulting column is made of the first building material. Preferably, the diameter of the reservoir is greater than that of the perforation tool so that the column obtained has a non-constant diameter. The invention also relates to a method for producing a mixed column in a soil using a machine according to the second embodiment of the invention, said column consisting of a lower portion and a upper portion, wherein: the perforation tool is penetrated into the ground to a predetermined depth while rotating the perforating tool about its axis; then down the tank while vibrating said tank, so that the tank enters the ground; - Raising the perforation tool while pumping the first construction material in the soil through the hole at the lower end of the perforating tool so as to form the lower portion of the column; The tank is filled with a second building material and the tank is raised while discharging the second building material into the soil so as to form the upper portion of the column. Here too, the filling of the tank can also take place before its introduction into the ground or just after. In addition, the descent of the tank can take place by lowering the mast or by moving the tank along the mast. Furthermore, in the processes defined above, a step is preferably carried out during which the reservoir and / or the perforating tool are alternately displaced during the ascent of the reservoir and / or the perforation tool, so as to compact the second material. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood on reading the detailed description given below, by way of indication but without limitation, with reference to the appended drawings, in which: FIG. producing columns in a floor according to a first embodiment of the invention; Figure 2A is a detail view of Figure 1 showing the lower end of the mast carrying the tank; Figure 2B is a sectional view of Figure 2A Figure 3 schematically illustrates the securing means for securing the reservoir and the perforating tool; FIG. 4 is a perspective view of the reservoir of FIG. 2B, showing the lower end of the perforation tool and the rotary tube deposited inside the body; FIGS. 5A and 5B illustrate the operating principle of the shutter disposed at the lower end of the perforating tool; FIG. 6 illustrates the various steps of the method of producing a column, using the machine of FIG. 1; FIGS. 7A to 7D show different columns that can be produced by the machine according to the invention; FIG. 8 illustrates a machine for producing columns according to a second embodiment of the invention; and FIG. 9 illustrates the various steps of the method of producing a column using the machine of FIG. 8.
Description détaillée de l'invention Sur la figure 1 on a représenté machine 10 pour la réalisation de colonnes dans un sol S selon un premier mode de réalisation de l'invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 shows machine 10 for producing columns in soil S according to a first embodiment of the invention.
Cette machine 10 comporte un porteur à chenilles 12 qui est équipé d'un bras articulé 14. Ce bras articulé 14 comprend un organe de maintien 16 prévu pour maintenir un mât 18 qui s'étend selon une direction longitudinale. Plus précisément, le mât 18 peut coulisser, selon sa direction longitudinale, par rapport à l'organe de maintien 16. A cet effet, il est prévu un mécanisme de déplacement, en l'espèce un vérin 20 fixé à l'organe de maintien 16 d'une part, et au mât 18 d'autre part, permettant de déplacer le mât selon sa direction longitudinale. Dans l'exemple de la figure 1, le vérin 20 permet de déplacer le mât selon une direction sensiblement verticale. This machine 10 comprises a crawler carrier 12 which is equipped with an articulated arm 14. This articulated arm 14 comprises a holding member 16 provided for holding a mast 18 which extends in a longitudinal direction. More specifically, the mast 18 can slide, in its longitudinal direction, relative to the holding member 16. For this purpose, there is provided a movement mechanism, in this case a jack 20 fixed to the holding member 16 on the one hand, and the mast 18 on the other hand, for moving the mast in its longitudinal direction. In the example of Figure 1, the cylinder 20 moves the mast in a substantially vertical direction.
Par ailleurs, un chariot mobile 22 est monté coulissant le long du mât 18. Ce chariot mobile 22 peut être déplacé le long du mât 18 par des moyens connus par ailleurs et non représentés ici. Le chariot 22 comporte en outre un vibreur 24 relié à l'extrémité supérieure 26a d'un outil de perforation de sol longitudinal 26. Dans cet exemple, l'outil de perforation de sol 26 est une aiguille de vibrofonçage. Comme on le voit sur la figure 1, l'aiguille de vibrofonçage 26 s'étend selon une direction parallèle au mât 18. On comprend donc que le vibreur 24 est prévu pour faire faire vibrer l'aiguille de vibrofonçage 26. L'extrémité supérieure 26a de l'aiguille de vibrofonçage 26 est reliée à des moyens d'alimentation (non représentés ici) en un premier matériau de construction, en l'espèce du béton. L'extrémité inférieure 26b de l'aiguille de vibrofonçage 26 est quant à elle munie d'un orifice 28 pour le refoulement du premier matériau de construction dans le sol S. Furthermore, a movable carriage 22 is slidably mounted along the mast 18. This movable carriage 22 can be moved along the mast 18 by means known elsewhere and not shown here. The carriage 22 further includes a vibrator 24 connected to the upper end 26a of a longitudinal soil piercing tool 26. In this example, the soil piercing tool 26 is a vibrating needle. As seen in FIG. 1, the vibrating needle 26 extends in a direction parallel to the mast 18. It is thus clear that the vibrator 24 is provided to vibrate the vibrating needle 26. The upper end 26a of the vibrating needle 26 is connected to supply means (not shown here) in a first building material, in this case concrete. The lower end 26b of the vibrating needle 26 is provided with an orifice 28 for the discharge of the first building material in the soil S.
Selon l'invention, la machine 10 comporte en outre un réservoir 30 qui est fixé solidairement à l'extrémité inférieure 18a du mât 18. Ce réservoir 30 comporte un corps 32 présentant la forme générale d'un cylindre, tandis que l'extrémité inférieure 32a du corps 32 présente une forme tronconique. L'extrémité inférieure 32a du corps présente en l'espèce une ouverture 33 permettant de vider le réservoir 30. On constate également que le diamètre du corps 32 du réservoir 30 est supérieur à celui de l'aiguille de vibrofonçage. A titre d'exemple non limitatif, l'aiguille de vibrofonçage présente un diamètre de 270 mm, tandis que le réservoir présente un diamètre de 700 mm et une hauteur comprise entre 1 et 10 m. According to the invention, the machine 10 further comprises a reservoir 30 which is fixedly secured to the lower end 18a of the mast 18. This reservoir 30 comprises a body 32 having the general shape of a cylinder, while the lower end 32a of the body 32 has a frustoconical shape. The lower end 32a of the body has in this case an opening 33 for emptying the reservoir 30. It is also noted that the diameter of the body 32 of the reservoir 30 is greater than that of the vibrofonçage needle. By way of non-limiting example, the vibrocapping needle has a diameter of 270 mm, while the reservoir has a diameter of 700 mm and a height of between 1 and 10 m.
L'extrémité supérieure du réservoir présente une portion formant entonnoir 34 qui permet de faciliter le remplissage du réservoir 30 ; avec un deuxième matériau de construction, en l'espèce du ballast. Comme on le voit mieux sur les figures 2A et 2B, le réservoir 30 et l'aiguille de vibrofonçage sont coaxiaux, le réservoir 30 s'étendant autour de l'aiguille de vibrofonçage. Plus précisément, l'aiguille de vibrofonçage peut coulisser axialement au travers du réservoir 30 lors du déplacement du charlot mobile 22 le long du mât. On comprend donc que lorsque le chariot 22 est amené vers l'extrémité inférieure du mât, l'aiguille de perforation pénètre dans le sol tout en coulissant dans le réservoir 30. La machine 10 est également équipée de moyens de solidarisation 36 pour permettre la solidarisation du réservoir 30 avec l'aiguille de vibrofonçage 26. Ces moyens de solidarisation, dont le principe de fonctionnement se comprend mieux à l'aide de la figure 3, comprennent en l'espèce une paire de mâchoires 38 actionnés par des vérins 40 orientés transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'aiguille de vibrofonçage. Ces moyens de solidarisation 36 sont préférentiellement disposés au dessus du réservoir 30. Lorsque les vérins 40 sont actionnés, les mâchoires 38 viennent enserrer l'aiguille de vibrofonçage de sorte que cette dernière ne peut plus se déplacer par rapport au réservoir 30. Par suite, les vibrations générées par le vibreur 24 du chariot 22 sont avantageusement transmises au réservoir 30 par le biais des moyens de solidarisation. De ce fait, le réservoir peut être vibro-foncé dans le sol S. The upper end of the reservoir has a funnel portion 34 which facilitates the filling of the reservoir 30; with a second building material, in this case ballast. As best seen in Figs. 2A and 2B, the reservoir 30 and the vibrating needle are coaxial with the reservoir 30 extending around the vibrating needle. More specifically, the vibrating needle can slide axially through the reservoir 30 during movement of the movable chart 22 along the mast. It is therefore understood that when the carriage 22 is brought towards the lower end of the mast, the perforation needle penetrates the ground while sliding in the reservoir 30. The machine 10 is also equipped with securing means 36 to enable the joining together of the reservoir 30 with the vibrating needle 26. These securing means, the principle of operation of which is better understood with the help of FIG. 3, comprise in this case a pair of jaws 38 actuated by transversally oriented jacks 40. relative to the longitudinal direction of the vibrating needle. These securing means 36 are preferably arranged above the tank 30. When the jacks 40 are actuated, the jaws 38 come to grip the vibrating needle so that the latter can no longer move relative to the reservoir 30. As a result, the vibrations generated by the vibrator 24 of the carriage 22 are advantageously transmitted to the reservoir 30 via the securing means. As a result, the tank can be vibro-dark in soil S.
En se référant maintenant à la figure 4, on constate que la machine 10 comporte en outre un tube rotatif 42 disposé à l'intérieur du corps cylindrique 32 du réservoir 30. L'aiguille de vibrofonçage et le tube rotatif 42 sont coaxiaux. De plus, le tube rotatif 42 présente un diamètre légèrement supérieur à celui de l'aiguille de vibrofonçage 26 de sorte que cette dernière peut coulisser à l'intérieur du tube rotatif 42. On précise que le tube rotatif 42 est monté pivotant à une platine 44, laquelle platine est solidaire du réservoir 30. En l'espèce, cette platine 44 porte les moyens de solidarisation 36 et est fixé à l'extrémité inférieure du mât 18. Le tube rotatif 42 s'étend jusqu'à l'extrémité inférieure du corps cylindrique 32. Referring now to Figure 4, it can be seen that the machine 10 further includes a rotatable tube 42 disposed within the cylindrical body 32 of the reservoir 30. The vibrating needle and the rotating tube 42 are coaxial. In addition, the rotating tube 42 has a diameter slightly greater than that of the vibrating needle 26 so that the latter can slide inside the rotary tube 42. It is specified that the rotary tube 42 is pivotally mounted to a plate 44, which plate is integral with the reservoir 30. In this case, the plate 44 carries the securing means 36 and is fixed to the lower end of the mast 18. The rotary tube 42 extends to the lower end of the cylindrical body 32.
Par ailleurs, l'extrémité inférieure du tube rotatif comporte un clapet 46 présentant la forme d'une plaque incurvée dont les dimensions sont adaptées pour pouvoir recouvrir l'ouverture 33 du réservoir. Autrement dit, le clapet 46 est destiné à boucher l'ouverture 33. La machine 10 comporte en outre un vérin 48, fixé au réservoir, 10 permettant de faire pivoter le tube rotatif 42 autour de son axe, de préférence d'un quart de tour. Ainsi, l'actionnement du vérin 48 permet de commander l'ouverture et la fermeture du clapet 46, et donc l'ouverture et la fermeture du réservoir 30. 15 En se référant encore à la figure 4, on comprend que le volume du réservoir s'étend radialement entre le tube rotatif 42 et le corps 32. En d'autres termes, le tube rotatif constitue avantageusement la chemise interne du réservoir. A l'aide des figures 5A et 5B, on va maintenant expliquer le 20 principe de fermeture de l'orifice 28 qui est disposé à l'extrémité inférieure 26 de l'aiguille de vibrofonçage 26. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le béton est destiné à s'écouler au travers de l'orifice 28, cet écoulement étant ici symbolisé par la flèche F. 25 Comme on l'explique plus en détail ci-après, le pompage du béton est effectué lors de la remontée de l'aiguille de vibrofonçage 26. On souhaite néanmoins que le pompage de béton s'arrête lorsque l'extrémité inférieure 26b de l'aiguille de vibrofonçage 26 vient au contact de l'extrémité inférieure 32a du corps du réservoir 30. 30 Pour ce faire, un obturateur 50 est monté pivotant à l'extrémité inférieure de l'aiguille de vibrofonçage, autour d'un axe de rotation 52. Plus précisément, l'obturateur 50 est fixé à une came 54 présentant une surface de butée 56. Cette came 54 est montée en liaison pivot par rapport à l'axe 52. Par ailleurs, l'extrémité inférieure 32a du corps 35 cylindrique 32 comporte un doigt 58 faisant axialement saillie vers la surface de butée 56. Furthermore, the lower end of the rotary tube comprises a valve 46 having the shape of a curved plate whose dimensions are adapted to be able to cover the opening 33 of the tank. In other words, the valve 46 is intended to plug the opening 33. The machine 10 further comprises a jack 48, fixed to the reservoir, 10 for rotating the rotary tube 42 about its axis, preferably a quarter of tower. Thus, the actuation of the jack 48 makes it possible to control the opening and the closing of the valve 46, and thus the opening and closing of the reservoir 30. Referring again to FIG. 4, it is understood that the volume of the reservoir extends radially between the rotary tube 42 and the body 32. In other words, the rotary tube advantageously constitutes the inner liner of the tank. With the help of FIGS. 5A and 5B, we will now explain the closing principle of the orifice 28 which is disposed at the lower end 26 of the vibrating needle 26. As mentioned above , the concrete is intended to flow through the orifice 28, this flow being here symbolized by the arrow F. As explained in more detail below, the pumping of the concrete is carried out during the ascent However, it is desired that the pumping of concrete stops when the lower end 26b of the vibrating needle 26 comes into contact with the lower end 32a of the body of the reservoir 30. For this shutter 50 is pivotally mounted at the lower end of the vibrating needle around an axis of rotation 52. More specifically, the shutter 50 is fixed to a cam 54 having an abutment surface 56. cam 54 is mounted in pivot connection with respect to the axis 52. Furthermore, the lower end 32a of the cylindrical body 32 has a finger 58 projecting axially towards the abutment surface 56.
Dès lors, on comprend à l'aide des figures 5A et 5B que lorsque l'aiguille de vibrofonçage est remontée à proximité du réservoir, la surface de butée 56 vient au contact du doigt 58, ce qui provoque la rotation de la came 56 et donc de l'obturateur 50 à la suite de quoi ce dernier vient obturer l'orifice 28. Ainsi, l'écoulement de béton est stoppé. De préférence, l'extrémité inférieure 26b de l'aiguille de vibrofonçage porte une butée 60 permettant de bloquer la remontée de ladite aiguille lorsque l'extrémité de cette dernière arrive au contact de l'extrémité inférieure du corps 32 du réservoir 30. Therefore, it can be understood from FIGS. 5A and 5B that when the vibrating needle is raised close to the reservoir, the abutment surface 56 comes into contact with the finger 58, which causes the cam 56 to rotate and therefore the shutter 50 after which the latter closes the orifice 28. Thus, the flow of concrete is stopped. Preferably, the lower end 26b of the vibrating needle carries a stop 60 for blocking the ascent of said needle when the end of the latter comes into contact with the lower end of the body 32 of the reservoir 30.
A l'aide de la figure 6, on va maintenant décrire un exemple du procédé de réalisation d'une colonne C dans un sol S selon l'invention à l'aide de la machine 10 que l'on vient de décrire. A l'étape (1), le mât est en position haute et le chariot 22 est positionné en haut du mât 18, de sorte que le réservoir 30 et l'aiguille de 15 vibrofonçage 26 sont disposés hors du sol. A l'étape (2), le vibreur 24 est actionné et le chariot 22 est amené à l'extrémité inférieure du mât 18 de sorte que l'aiguille de vibrofonçage pénètre dans le sol S sur une profondeur prédéterminée P. Au cours de cette étape, le réservoir n'est pas solidarisé avec l'aiguille de vibrofonçage 20 26. A l'étape (3), on solidarise le réservoir 30 avec l'aiguille de vibrofonçage afin de faire vibrer l'aiguille et le réservoir. On actionne le vérin 20 de manière à descendre le mât 18 verticalement, ce qui entraine l'introduction du réservoir 30 dans le sol S sur une profondeur L, d'une 25 part, et le déplacement de l'aiguille de perforation jusqu'à une profondeur P' = P + L, d'autre part. A l'étape (4), on désolidarise le réservoir 30 de l'aiguille de vibrofonçage 26, puis on amène le chariot 22 vers l'extrémité supérieure du mât 18 de manière à remonter l'aiguille de vibrofonçage 26. Pendant 30 la remontée de l'aiguille, l'obturateur 50 est ouvert et l'on pompe du béton dans le sol au travers de l'orifice 28, grâce à quoi on forme la portion inférieure de colonne Cl. Dans cette étape, le réservoir 30 est donc maintenu enfoncé dans le sol sur la profondeur L. Comme on l'a vu précédemment, l'obturateur 28 se referme lorsque l'aiguille est remontée. A la fin de cette étape, on remplit le réservoir avec du ballast B. With the help of Figure 6, we will now describe an example of the method of producing a column C in soil S according to the invention using the machine 10 that has just been described. In step (1), the mast is in the up position and the carriage 22 is positioned at the top of the mast 18, so that the reservoir 30 and the vibrating needle 26 are disposed off the ground. In step (2), the vibrator 24 is actuated and the carriage 22 is brought to the lower end of the mast 18 so that the vibrating needle penetrates the soil S to a predetermined depth P. During this step, the reservoir is not secured to the vibrating needle 26. In step (3), the reservoir 30 is secured with the vibrating needle in order to vibrate the needle and the reservoir. The actuator 20 is actuated so as to lower the mast 18 vertically, which leads to the introduction of the reservoir 30 into the ground S to a depth L, on the one hand, and the displacement of the perforation needle to a depth P '= P + L, on the other hand. In step (4), the reservoir 30 is detached from the vibrating needle 26, and then the carriage 22 is brought towards the upper end of the mast 18 so as to raise the vibrating needle 26. During the ascent of the needle, the shutter 50 is open and concrete is pumped into the soil through the orifice 28, whereby the lower portion of column C1 is formed. In this step, the reservoir 30 is therefore maintained in the ground on the depth L. As we saw previously, the shutter 28 closes when the needle is raised. At the end of this stage, the tank is filled with ballast B.
A l'étape (5), on fait pivoter le tube rotatif de manière à ouvrir le clapet 46, puis on remonte le mât 18 de manière à remonter le réservoir 30. Au cours de cette étape, le ballast B est déversé dans le sol (au travers de l'ouverture 33 au dessus de la portion de colonne inférieure Cl, de manière à former la portion de colonne supérieure C2. Ainsi, à l'issue de l'étape (5), on obtient la colonne mixte C, constituée d'une portion inférieure Cl en béton, et d'une portion supérieure C2 en ballast. Cette colonne est mieux visible sur la figure 7A. In step (5), the rotary tube is rotated so as to open the valve 46, then the mast 18 is raised to raise the reservoir 30. During this step, the ballast B is discharged into the ground (through the opening 33 above the lower column portion C1, so as to form the upper column portion C2.) Thus, at the end of the step (5), the mixed column C is obtained, consisting of a concrete lower portion C1, and an upper portion C2 ballast.This column is better visible in Figure 7A.
Entre les portions supérieure et inférieure, il existe une interface I où le ballast a pu se mélanger avec le béton avant le durcissement de ce dernier, grâce à la rapidité d'exécution du procédé selon l'invention. Cette interface I, constituée d'un mélange béton/ballast assure la continuité structurelle de la colonne C, grâce à quoi on obtient une colonne présentant une résistance mécanique améliorée. Sur les figures 7B à 7D, on a représenté d'autres types de colonnes que l'on peut obtenir à l'aide de la machine selon l'invention. Les colonnes C' et C" des figures 7B et 7C sont réalisées en réalisant les étapes (1) à (3) précités. Puis on réalise une étape (4') au cours de laquelle on remonte partiellement l'aiguille de vibrofonçage tout en pompant du béton dans le sol de manière à former les portions inférieures C'l et Cl. A ce stade, l'obturateur est en position ouverte. Au cours d'une étape (5'), on solidarise le réservoir 30 et l'aiguille de vibrofonçage 26, on remonte légèrement l'ensemble formé du réservoir et de l'aiguille, en l'espèce en remontant légèrement le mât 18. Puis, on désolidarise le réservoir 30 et l'aiguille 26. Au cours d'une étape (6'), on remonte complètement l'aiguille de vibrofonçage tout en pompant du béton dans le sol de manière à former les portions médianes C'3 et C"3 des colonnes Cr et C". A l'issue de cette étape (6'), l'obturateur 50 est en position fermée et obture l'orifice 28. En suite, au cours d'une étape (7'), le réservoir ayant été préalablement rempli avec du ballast, on ouvre le clapet 46 et on remonte complètement le mât tout en déversant le ballast dans le sol afin de former les portions supérieures de colonne C'2 et C"2. Ainsi, on obtient les colonnes mixtes C' et C" représentées sur les figures 7B et 7C. On précise que pour obtenir la colonne C" de la figure 7C, on remonte davantage l'ensemble formé du réservoir et de l'aiguille au cours de l'étape (5'), qu'il n'est remonté pour la réalisation de la colonne de la figure 7B. Comme on le comprend à l'aide des figures 7B et 7C, l'interface I', I" entre le béton et le ballast présente une géométrie tronconique qui permet encore d'améliorer la continuité structurelle entre le ballast et le béton. La machine 10 selon l'invention permet également de réaliser des colonnes C"' mono matière telle que celle représentée sur la figure 7D. Between the upper and lower portions, there is an interface I where the ballast was able to mix with the concrete before the hardening of the latter, thanks to the speed of execution of the method according to the invention. This interface I, consisting of a concrete / ballast mixture ensures the structural continuity of the column C, whereby a column having improved mechanical strength is obtained. In Figures 7B to 7D, there is shown other types of columns that can be obtained with the machine according to the invention. Columns C 'and C "of FIGS. 7B and 7C are produced by performing the above-mentioned steps (1) to (3), followed by a step (4') during which the vibrating needle is partially raised while pumping concrete into the soil so as to form the lower portions C'l and Cl. At this stage, the shutter is in the open position. During a step (5 '), the reservoir 30 is secured to the vibrating needle 26, it slightly raises the assembly formed of the tank and the needle, in this case by slightly raising the mast 18. Then, the reservoir 30 and the needle 26 are separated. During a step (6 '), the vibrating needle is completely raised while pumping concrete into the soil so as to form the middle portions C' 3 and C "3 of columns Cr and C." At the end of this step ( 6 '), the shutter 50 is in the closed position and closes the orifice 28. Next, during a step (7'), the reservoir having been pr again filled with ballast, the valve 46 is opened and the mast is completely raised while discharging the ballast into the ground to form the upper portions of column C'2 and C "2. Thus, the mixed columns C 'and C "shown in FIGS. 7B and 7C are obtained, it being specified that in order to obtain the column C" of FIG. 7C, the assembly formed of the reservoir and the needle is further increased during of step (5 '), it is not raised for the realization of the column of Figure 7B. As can be understood from FIGS. 7B and 7C, the interface I ', I "between the concrete and the ballast has a frustoconical geometry which makes it possible to improve the structural continuity between the ballast and the concrete. According to the invention, it is also possible to produce mono-material columns C "'such as that shown in FIG. 7D.
Pour ce faire, on met en oeuvre les étapes (1) à (3) de la figure 6. On réalise ensuite une étape (4") au cours de laquelle on remonte partiellement l'aiguille de vibrofonçage 26 tout en pompant du béton dans le sol de manière à former la portion inférieure C"' Puis, au cours d'une étape (5"), on remonte complètement l'ensemble formé du réservoir 30 et de l'aiguille de vibrofonçage 26, en l'espèce en remontant le mât 18, tout en pompant du béton dans le sol S de manière à former la portion supérieure de colonne C"'2. On comprend donc que les portions supérieure et inférieure sont constituées de béton. Par suite, le procédé selon l'invention permet de réaliser rapidement 20 et facilement une colonne mono-matière dont la portion supérieure présente un diamètre supérieur à celui de la portion inférieure. A l'aide de la figure 8, on va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation de la machine 110 selon l'invention. Cette machine 110 comporte un mât longitudinal 118 fixé à un porteur 112. De préférence, 25 l'extrémité inférieure du mât vient en appui sur le sol S. La machine 110 comporte en outre un chariot 122 monté coulissant le long du mât 118, de manière similaire au chariot 22 du premier mode de réalisation. Par ailleurs, la machine 110 comprend également un réservoir 130 30 similaire au réservoir 30 du premier mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le mât 118 n'est pas prévu pour être translaté selon sa direction longitudinale. Pour permettre l'introduction du réservoir 130 dans le sol, ce dernier est monté coulissant le long du mât 118. Autrement dit, les moyens pour introduire le réservoir 130 dans le sol S comprennent des moyens pour faire coulisser le réservoir 130 le long de l'extrémité inférieure 118a du mât 118. Ces moyens peuvent par exemple comprendre un câble de traction fixé au réservoir d'une part et à un treuil d'autre part, et passant par une poulie montée à l'extrémité supérieure du mât 118. To do this, the steps (1) to (3) of FIG. 6 are carried out. A step (4 ") is then carried out during which the vibrating needle 26 is partially raised while pumping concrete into the ground so as to form the lower portion C "'Then, during a step (5"), the assembly formed by the tank 30 and the vibrating needle 26 is completely raised, in this case going up the mast 18, while pumping concrete into the soil S so as to form the upper portion of the column C "'2. It is therefore understood that the upper and lower portions consist of concrete. As a result, the process according to the invention makes it possible quickly and easily to produce a mono-material column whose upper portion has a diameter greater than that of the lower portion. With the help of Figure 8, we will now describe a second embodiment of the machine 110 according to the invention. This machine 110 comprises a longitudinal mast 118 fixed to a carrier 112. Preferably, the lower end of the mast rests on the ground S. The machine 110 further comprises a carriage 122 slidably mounted along the mast 118, similar to the carriage 22 of the first embodiment. On the other hand, the machine 110 also includes a reservoir 130 similar to the reservoir 30 of the first embodiment. In this embodiment, the mast 118 is not intended to be translated in its longitudinal direction. To allow the introduction of the reservoir 130 into the ground, the latter is slidably mounted along the mast 118. In other words, the means for introducing the reservoir 130 into the ground S comprise means for sliding the reservoir 130 along the ground. lower end 118a of the mast 118. These means may for example comprise a traction cable attached to the reservoir on the one hand and to a winch on the other hand, and passing through a pulley mounted at the upper end of the mast 118.
Le réservoir 130 peut donc passer d'une position haute, dans laquelle il est situé en dehors du sol, à une position basse, dans laquelle il est introduit dans le sol. La machine 110 comporte également un outil de perforation 126 fixé au chariot 122 et traversant le réservoir 130. L'extrémité supérieure de l'outil de perforation 126 est reliée à des moyens d'alimentation en un premier matériau de construction, en l'espèce du béton, tandis que l'extrémité inférieure 126b est munie d'un orifice 128 pour le pompage du béton dans le sol. Dans l'exemple représenté sur la figure 8, l'outil de perforation 126 est un arbre rotatif dont l'extrémité intérieure 126b comporte un outil de coupe 127. Le chariot 122 comporte donc un moteur pour entraîner l'outil de coupe 127 en rotation. On comprend donc que dans cet exemple, la pénétration de l'arbre rotatif dans le sol est réalisée en descendant le chariot 122 tout en faisant tourner l'arbre rotatif, ce dernier pouvant en effet tourner dans le réservoir 130 puisque ledit arbre présente un diamètre inférieur à celui du tube rotatif. Pour faciliter l'introduction du réservoir 130 dans le sol, ce dernier comporte en outre un vibreur 131. On comprend donc que le réservoir 25 130 est vibrofoncé dans le sol de manière autonome. Il n'est donc pas prévu dans cet exemple de moyens de solidarisation de l'arbre rotatif avec le réservoir 130. On précise que l'on pourrait tout à fait remplacer l'arbre rotatif par une aiguille de vibrofonçage telle que celle décrite dans le premier mode 30 de réalisation. Dans ce cas, le chariot 122 est muni d'un vibreur et la machine comprend des moyens de solidarisation du réservoir avec l'aiguille de vibrofonçage. De même, on peut également remplacer l'aiguille de vibrofonçage du premier mode de réalisation par un arbre rotatif muni d'un outil de coupe tel que celui décrit dans le deuxième mode de réalisation en référence à la figure 8. Dans ce cas, le réservoir est préférentiellement muni d'un vibreur. A l'aide de la figure 9, on va maintenant décrire un procédé selon l'invention de réalisation d'une colonne mixte D à l'aide du deuxième 5 mode de réalisation de la machine 110 de la figure 8. A l'étape (1), le chariot est disposé à l'extrémité supérieure du mât 122, tandis que le réservoir 130 est placé en position haute. A l'étape (2), l'arbre rotatif 126 est entraîné en rotation et le chariot 122 est descendu vers l'extrémité inférieure du mât 118, à une 10 profondeur P. A l'étape (3), le vibreur du réservoir 130 est actionné et celui-ci est introduit dans le sol jusqu'à une profondeur L. Simultanément, l'arbre rotatif 126 est descendu d'une même longueur L. Autrement dit, l'extrémité inférieure de l'arbre rotatif 126 atteint la profondeur P'=P+L. 15 A l'étape (4) on remonte l'arbre rotatif 126 tout en pompant du béton dans le sol (l'obturateur 150 étant ouvert) de manière à former la portion inférieure Dl de la colonne D. A l'issue de cette étape, l'arbre rotatif 126 est remonté de sorte que l'obturateur 150 est fermé, à la suite de quoi le déversement du béton est stoppé. 20 A l'étape (5), on remonte le réservoir, préalablement rempli, tout en déversant du ballast B dans le sol de manière à former la portion supérieure D2 de la colonne. De préférence, lors de la remontée du réservoir, on opère un déplacement alterné du réservoir, de manière à compacter le ballast. 25 On obtient donc la colonne mixte D, similaire à la colonne mixte C de la figure 6. Bien évidemment, la machine 110 selon le second mode de réalisation de l'invention permet également d'obtenir les autres types de colonne illustrés aux figures 7B à 7D. The reservoir 130 can therefore move from a high position, in which it is located outside the ground, to a low position, into which it is introduced into the ground. The machine 110 also comprises a perforation tool 126 fixed to the carriage 122 and passing through the tank 130. The upper end of the perforation tool 126 is connected to means for supplying a first building material, in this case concrete, while the lower end 126b is provided with an orifice 128 for pumping concrete into the ground. In the example shown in FIG. 8, the perforation tool 126 is a rotary shaft whose inner end 126b includes a cutting tool 127. The carriage 122 therefore comprises a motor for driving the cutting tool 127 in rotation . It is therefore understood that in this example, the penetration of the rotary shaft into the ground is achieved by lowering the carriage 122 while rotating the rotary shaft, the latter can indeed rotate in the reservoir 130 since said shaft has a diameter less than that of the rotating tube. To facilitate the introduction of the tank 130 into the ground, the latter further comprises a vibrator 131. It is therefore clear that the tank 130 is vibrated in the ground autonomously. There is therefore no provision in this example for securing means of the rotary shaft with the reservoir 130. It is specified that the rotary shaft could be completely replaced by a vibrating needle such as that described in FIG. first embodiment. In this case, the carriage 122 is provided with a vibrator and the machine comprises means for securing the reservoir with the vibroforming needle. Likewise, the vibrating needle of the first embodiment can also be replaced by a rotary shaft equipped with a cutting tool such as that described in the second embodiment with reference to FIG. 8. In this case, the reservoir is preferably provided with a vibrator. With the help of Figure 9, we will now describe a method according to the invention for producing a mixed column D using the second embodiment of the machine 110 of Figure 8. In step (1), the carriage is disposed at the upper end of the mast 122, while the reservoir 130 is placed in the high position. In step (2), the rotary shaft 126 is rotated and the carriage 122 is lowered to the lower end of the mast 118 at a depth P. In step (3), the tank vibrator 130 is actuated and it is introduced into the ground to a depth L. Simultaneously, the rotary shaft 126 is lowered by the same length L. In other words, the lower end of the rotary shaft 126 reaches the depth P '= P + L. In step (4) the rotary shaft 126 is raised while pumping concrete into the soil (the shutter 150 being open) so as to form the lower portion D1 of the column D. At the end of this step, the rotary shaft 126 is raised so that the shutter 150 is closed, after which the pouring of the concrete is stopped. In step (5), the previously filled tank is raised while discharging ballast B into the soil so as to form the upper portion D2 of the column. Preferably, during the ascent of the tank, an alternating displacement of the tank is carried out so as to compact the ballast. The mixed column D is thus obtained, similar to the mixed column C of FIG. 6. Of course, the machine 110 according to the second embodiment of the invention also makes it possible to obtain the other types of column illustrated in FIGS. 7B. at 7D.
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN115288121A (en) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 李健 | Rotary compaction type variable diameter pile construction process |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2659208A (en) * | 1947-10-21 | 1953-11-17 | Frankignoul Pieux Armes | Drainage pile |
| US4730954A (en) * | 1984-07-25 | 1988-03-15 | Cementation Piling & Foundations Limited | Ground treatment |
| US6382878B1 (en) * | 1999-12-03 | 2002-05-07 | Yue-Chyou Yang | Multi-sectioned concrete support structure and method of manufacture |
| EP1688543A2 (en) * | 2005-01-10 | 2006-08-09 | KELLER GRUNDBAU GmbH | Soil improvement using hybrid piles |
-
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-
2011
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2659208A (en) * | 1947-10-21 | 1953-11-17 | Frankignoul Pieux Armes | Drainage pile |
| US4730954A (en) * | 1984-07-25 | 1988-03-15 | Cementation Piling & Foundations Limited | Ground treatment |
| US6382878B1 (en) * | 1999-12-03 | 2002-05-07 | Yue-Chyou Yang | Multi-sectioned concrete support structure and method of manufacture |
| EP1688543A2 (en) * | 2005-01-10 | 2006-08-09 | KELLER GRUNDBAU GmbH | Soil improvement using hybrid piles |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3002371A1 (en) | 2014-10-01 | 2016-04-06 | Soletanche Freyssinet | Machine and method for building columns in a floor |
| FR3026754A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-08 | Soletanche Freyssinet | MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING COLUMNS IN A SOIL |
| US9624638B2 (en) | 2014-10-01 | 2017-04-18 | Soletanche Freyssinet | Machine and a method for making columns in ground |
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