FR3023857A1 - Dispositif d'ancrage dans un sol multicouches comprenant une bague de liaison - Google Patents

Abstract

Dispositif d'ancrage (1) dans un sol multicouches comprenant au moins une couche supérieure (6) et une couche inférieure (8), lesdites couches (6, 8) étant de duretés différentes, ledit dispositif comprenant au moins deux éléments cylindriques et concentriques : - une tige creuse (2) comprenant au moins un tronçon destiné à s'étendre dans la couche supérieure (6) et dans une partie de la couche inférieure (8), ladite tige creuse (2) comprenant une première partie extrême (12) munie de moyens d'attache et une seconde partie extrême (14), opposée à la première partie extrême (12), munie d'un taillant (16), - un tube enveloppe (4) comprenant au moins un tronçon s'étendant autour d'une partie de la tige creuse (2) et destiné à s'étendre dans la couche supérieure (6), comprenant une première partie extrême (20) s'étendant au voisinage de la première partie extrême (12) de la tige creuse (2) et une seconde partie extrême (22), opposée à la première partie extrême (20), munie d'un disque hélicoïdal de pénétration (26), le tube enveloppe (4) comprenant, entre la première et la seconde parties extrêmes (20, 22), au moins un disque hélicoïdal d'effort (28), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bague de liaison (36) s'étendant entre la tige creuse (2) et la seconde partie extrême (22) du tube enveloppe (4), ladite bague (36) assurant une liaison étanche entre ladite tige creuse (2) et ladite seconde partie extrême (22) et étant destinée à s'étendre à l'interface (10) entre la couche inférieure (8) et la couche supérieure (6) du sol.

Description

Dispositif d'ancrage dans un sol multicouches comprenant une bague de liaison La présente invention concerne un dispositif d'ancrage dans un sol multicouches du type comprenant au moins une couche supérieure et une couche inférieure, lesdites couches étant de duretés différentes, ledit dispositif comprenant au moins deux éléments cylindriques et concentriques : - une tige creuse comprenant au moins un tronçon destiné à s'étendre dans la couche supérieure et dans une partie de la couche inférieure, ladite tige creuse comprenant une première partie extrême munie de moyens d'attache et une seconde partie extrême, opposée à la première partie extrême, munie d'un taillant, - un tube enveloppe comprenant au moins un tronçon s'étendant autour d'une partie de la tige creuse et destiné à s'étendre dans la couche supérieure, comprenant une première partie extrême s'étendant au voisinage de la première partie extrême de la tige creuse et une seconde partie extrême, opposée à la première partie extrême, munie d'un disque hélicoïdal de pénétration, le tube enveloppe comprenant, entre la première et la seconde parties extrêmes, au moins un disque hélicoïdal d'effort. La présente invention concerne également un procédé de mise en place d'un tel dispositif d'ancrage. Il est connu des dispositifs d'ancrage dans des sols multicouches permettant l'ancrage de d'édifices ou de structures dans un sol de dureté variable, composé depuis la surface d'une première couche de sol meuble, puis d'une deuxième couche monolithique. Le document WO-2012/123576 décrit par exemple un tel dispositif d'ancrage. Dans un tel dispositif, il est prévu une tige creuse pourvue d'un taillant et s'étendant jusque dans la couche inférieure, ou deuxième couche monolithique, et un tube enveloppe s'étendant autour de la tige creuse dans la couche supérieure, ou première couche de sol meuble. Le tube enveloppe comprend une pluralité de disques d'efforts augmentant l'effort d'ancrage du dispositif dans le sol et positionnés sur le tube enveloppe en fonction de la pression limite de rupture du sol au droit de chaque disque. La tige creuse est d'abord enfoncée dans le sol au moyen de son taillant auto-forant jusqu'à s'étendre dans la couche inférieure puis le tube enveloppe est vissée dans la couche supérieure autour de la tige creuse grâce à un disque de pénétration et aux disques d'effort, jusqu'à ce que le disque de pénétration prenne appui sur la couche inférieure. Comme indiqué précédemment, chaque disque d'effort est positionné et dimensionné en fonction de la pression limite de rupture du sol au droit de chaque disque.

II est donc important que chaque disque se trouve à la profondeur dans le sol pour laquelle il a été prévu de sorte à remplir sa fonction de façon optimal. Cependant, compte-tenu de l'irrégularité des sols, le positionnement précis du tube enveloppe peut être rendu difficile. En effet, la surface de la couche inférieure n'est souvent pas parfaitement plane et la profondeur de la couche inférieure peut donc varier localement. Ainsi, même si des mesures de profondeur ont été effectuées, il se peut que la position de l'interface entre la couche inférieure et la couche supérieure change localement et varie dans une plage autour de la mesure effectuée. En outre, il est connu de sceller le dispositif d'ancrage dans le sol en injectant un matériau de scellement, tel que du ciment ou de la résine dans la tige creuse creuse, ce matériau s'écoulant dans le sol à partir de l'extrémité de la tige creuse présente dans la couche inférieure puis dans le volume interne du tube enveloppe autour de la tige creuse. Cependant, compte-tenu à nouveau de l'irrégularité des sols, le matériau injecté peut fuir dans la couche supérieure entre le volume interne du tube enveloppe et la surface de la couche inférieure car le tube enveloppe ne prend pas complètement appui sur la couche inférieure du sol, ce qui provoque une perte du matériau injecté. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif d'ancrage dans le sol dans lequel le positionnement exact du tube enveloppe dans la couche supérieure est garanti et permettant d'éviter les fuites de matériau de scellement.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'ancrage du type précité, comprenant en outre une bague de liaison s'étendant entre la tige creuse et la seconde partie extrême du tube enveloppe, ladite bague assurant une liaison étanche entre ladite tige creuse et ladite seconde partie extrême et étant destinée à s'étendre à l'interface entre la couche inférieure et la couche supérieure du sol.

En positionnant la bague de liaison de sorte qu'elle s'étende au niveau de l'interface entre la couche supérieure et la couche inférieure du sol, il est possible de positionner correctement le tube enveloppe puisque celui-ci se met en place par rapport à la position de la bague et non par rapport à la position exacte de l'interface entre la couche supérieure et la couche inférieure du sol. La bague permet donc de passer outre l'irrégularité du sol. En outre, la bague permet d'assurer l'étanchéité entre la tige creuse et le tube enveloppe au niveau de l'interface entre la couche supérieure et la couche inférieure. Ainsi, les fuites de matériau de scellement peuvent être évitées. Selon d'autres caractéristiques du dispositif d'ancrage selon l'invention : - la bague de liaison est fixée sur la tige creuse, la seconde partie extrême du tube enveloppe étant emmanchée sur ladite bague de façon hermétique ; - la bague de liaison est fixée dans la seconde partie extrême du tube enveloppe, ladite bague de liaison étant emmanchée sur la tige creuse de façon hermétique ; - la bague de liaison comprend au moins un canal traversant la bague de liaison selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de la tige creuse et du tube enveloppe, ledit canal plaçant en communication fluidique le volume intérieur du tube enveloppe et le volume s'étendant autour de la deuxième partie extrême de la tige creuse ; - la bague de liaison comprend une première zone de premier diamètre externe destinée à s'étendre dans la couche supérieure et une deuxième zone de deuxième diamètre externe destinée à s'étendre dans la couche inférieure, le premier diamètre externe étant supérieur au deuxième diamètre externe, la deuxième partie extrême du tube enveloppe s'étendant sur la première zone de la bague de liaison ; - la bague de liaison comprend une zone de jonction s'étendant entre la première zone et la deuxième zone, ladite zone de jonction présentant un diamètre décroissant du premier diamètre au deuxième diamètre, ladite zone de jonction étant destinée à s'étendre à l'interface entre la couche inférieure et la couche supérieure du sol ; - la bague de liaison comprend un épaulement radial s'étendant autour de ladite bague, l'extrémité de la deuxième partie extrême du tube enveloppe reposant sur ledit épaulement ; - l'épaulement comprend une première face, sur laquelle repose l'extrémité de la deuxième partie extrême du tube enveloppe, et une deuxième face, opposée à la première face, ladite deuxième face étant pourvue d'éléments de forage. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un procédé de mise en place d'un dispositif d'ancrage tel que décrit ci-dessus, dans un sol mutlicouches comprenant au moins une couche supérieure et une couche inférieure, lesdites couches étant de duretés différentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer l'épaisseur de la couche supérieure et la profondeur de la couche inférieure ; - prévoir une tige creuse d'une longueur supérieure à l'épaisseur de la couche supérieure et enfoncer la tige creuse dans le sol à l'aide du taillant de sorte qu'elle traverse la couche supérieure et que sa première partie extrême pénètre dans la couche inférieure, - prévoir un tube enveloppe d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la couche supérieure et enfoncer le tube enveloppe dans le sol l'aide du disque hélicoïdal de pénétration jusqu'à l'interface entre la couche supérieure et la couche inférieure, la bague de liaison étant positionnée sur la tige creuse à une longueur telle que la bague de liaison s'étende à l'interface entre la couche supérieure et la couche inférieure.

Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention : - le procédé comprend une étape de scellement dans laquelle un matériau de scellement est injecté dans la tige creuse par sa première partie extrême, ledit matériau s'écoulant par la deuxième partie extrême de la tige creuse dans le volume autour de la deuxième partie extrême de la tige creuse et dans le volume interne du tube enveloppe en passant par le canal de la bague de liaison de sorte à assurer un scellement du dispositif d'ancrage dans le sol, - la couche inférieure est une couche de roche d'origine magmatique ou sédimentaire et en ce que la couche supérieure est une couche sédimentaire de sorte que l'effort d'ancrage du dispositif d'ancrage résulte de la somme des efforts de scellement de la tige creuse dans la couche de roche et des efforts de portance des disques hélicoïdaux du tube enveloppe dans la couche sédimentaire, la bague de liaison garantissant un scellement certain dans la couche de roche. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig. 1 est une représentation schématique en coupe partielle d'un dispositif d'ancrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la Fig. 2 est une représentation schématique en coupe du dispositif d'ancrage de la Fig. 1 dans un sol mutlicouches, - la Fig. 3 est une représentation schématique en coupe de la bague de liaison du dispositif d'ancrage de la Fig. 1, - la Fig. 4 est une représentation schématique en coupe partielle d'un dispositif d'ancrage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la Fig. 5 est une représentation schématique en coupe de la bague de liaison du dispositif d'ancrage de la Fig. 4 dans un sol multicouches, - la Fig. 6 est une représentation schématique en coupe partielle d'un dispositif d'ancrage selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et - la Fig. 7 est une représentation schématique en coupe de la bague de liaison du dispositif d'ancrage de la Fig. 6 dans un sol multicouches. Dans la description, les termes « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport au sens de pénétration du dispositif d'ancrage dans le sol, c'est-à-dire que les éléments désignés comme étant inférieurs s'étendent à une profondeur plus grande que les éléments désignés comme étant supérieurs. Le terme « externe » est défini par ce qui est tourné vers l'extérieur, c'est-à-dire tourné vers le sol lorsque le dispositif d'ancrage est fixé dans le sol, et le terme « interne » est défini par ce qui est tourné vers l'intérieur du dispositif d'ancrage, c'est-à-dire vers l'axe A du dispositif d'ancrage. Le dispositif d'ancrage 1 selon l'invention comprend une tige creuse 2 et un tube enveloppe 4 formant deux éléments cylindriques concentriques s'étendant selon un axe À qui est vertical lorsque le dispositif d'ancrage est installé dans le sol. Un tel dispositif d'ancrage est destiné à être fixé dans un sol multicouches formé de plusieurs couches de compositions distinctes comprenant au moins une couche supérieure 6 et d'une couche inférieure 8 de dureté différentes. La couche supérieure 6 est formée d'un matériau meuble, par exemple des sédiments, du sable, des gravillons et de manière plus générale de matériaux non consolidés. La couche supérieure 6 repose sur la couche inférieure 8 qui est formée par exemple de roches, telles que du granite, de calcaires ou bétons endurcis et de manière plus générale de matériaux monolithiques ou consolidés. La couche inférieure 8 s'étend donc à une profondeur plus grande que la couche supérieure 6 et la surface de la couche inférieure forme l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8, comme représenté notamment sur la Fig. 2. Comme représenté sur les Fig. 1, 2, 4 et 6, la tige creuse 2 comprend au moins un tronçon métallique formé d'une seule pièce. Alternativement la tige creuse 2 est formée de plusieurs tronçons assemblés les uns aux autres, par exemple par soudage ou autre.

La paroi externe de la tige creuse 2 est par exemple filetée sur toute sa longueur. La tige creuse 2 comprend une première partie extrême 12, ou partie extrême supérieure par rapport au sens de pénétration de la tige creuse 2 dans le sol, et une deuxième partie extrême 14 opposée, dite partie extrême inférieure par rapport au sens de pénétration de la tige dans le sol. La longueur de la tige creuse 2 mesurée selon l'axe A dépend du sol dans lequel le dispositif d'ancrage 1 est destiné à être fixé, comme cela sera décrit ultérieurement. La première partie extrême 12 est destinée à recevoir des moyens d'attache, non représentés, d'une structure ou d'un édifice à ancrer dans le sol. La deuxième partie extrême 14 est pourvue d'un taillant 16 auto-foreur soudé ou vissé sur cette partie extrême 14 et qui présente les caractéristiques de rigidité nécessaires pour pouvoir forer dans une couche rocheuse. Le diamètre du taillant 16 est supérieur au diamètre extérieur de la tige creuse 2. Comme représenté sur la Fig. 2, le taillant 16 comprend par exemple au moins un canal 18 plaçant le volume interne de la tige creuse 2 en communication fluidique avec l'extérieur du taillant 16. Le taillant auto- forantl6 est connu en soi et est par exemple un taillant à boutons en acier trempé ou en carbure ou tout autre taillant adapté pour forer dans une couche rocheuse.

Comme représenté sur les Fig. 1, 2, 4 et 6, le tube enveloppe 4 comprend au moins un tronçon métallique formé d'une seule pièce. Alternativement le tube enveloppe 4 est formée de plusieurs tronçons assemblés les uns aux autres, par exemple par soudage ou autre. Le tube enveloppe 4 comprend une première partie extrême 20, ou partie extrême supérieure, et une deuxième partie extrême 22, ou partie extrême inférieure. Le tube enveloppe 4 s'étend autour de la tige creuse 2 et présente un diamètre interne sensiblement égal au diamètre du taillant et donc supérieur à celui de la tige creuse 2 de sorte qu'un espace 24 s'étend entre la paroi interne du tube enveloppe 4 et la paroi externe de la tige creuse 2. Selon un mode de réalisation, le diamètre du tube enveloppe 4 n'est pas constant et augmente au voisinage de la première partie extrême 20, le diamètre interne de la deuxième partie extrême 22 restant sensiblement égal au diamètre du taillant 16. La première partie extrême 20 du tube enveloppe 4 s'étend au voisinage de la première partie extrême 12 de la tige creuse 2 et la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4 s'étend autour d'une zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2 située à une distance de la première partie extrême 12 de la tige creuse 2 sensiblement égale à l'épaisseur de la couche supérieure 6 du sol comme cela sera décrit ultérieurement. Ainsi, la longueur du tube enveloppe 4 mesurée selon l'axe A dépend du sol dans lequel le dispositif d'ancrage est destiné à être fixé, comme cela sera décrit ultérieurement. Le tube enveloppe 4 comprend, à sa deuxième partie extrême 22, un disque hélicoïdal de pénétration 26 et, entre sa première partie extrême 20 et sa deuxième partie extrême 22, au moins un disque hélicoïdal d'effort 28. Le disque hélicoïdal de pénétration 26 et le ou les disques hélicoïdaux d'effort 28 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir de la paroi externe du tube enveloppe 4. Le nombre de disques hélicoïdaux d'effort 28 ainsi que leur diamètre dépend du sol dans lequel le dispositif d'ancrage est destiné à être fixé, comme cela sera décrit ultérieurement. Le tube enveloppe ainsi que les disques hélicoïdaux 26 et 28 sont par exemple réalisés en acier renforcé et les disques sont par exemple soudés sur le tube enveloppe 4. Selon un mode de réalisation, le tube enveloppe comprend en outre à sa première partie extrême 20, une platine de fixation 30 destinée à reposer sur le sol, c'est-à-dire sur la surface de la couche supérieure 6. Selon un mode de réalisation représenté sur la Fig. 6, la première partie extrême 12 de la tige creuse 2 reçoit une platine de fixation complémentaire 32 visée sur la tige creuse 2 de sorte à plaquer la platine de fixation 30 du tube enveloppe 4 contre le sol. La platine de fixation complémentaire 32 est par exemple pourvue d'au moins un évent 34 plaçant l'espace 24, ou volume interne du tube enveloppe 4, en communication fluidique avec l'atmosphère.

La deuxième partie extrême 22 est fixée à la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2 par l'intermédiaire d'une bague de liaison 36 fixée d'une part à la paroi externe de la tige creuse 2 et d'autre part à la paroi interne du tube enveloppe 4. Par conséquent, la bague de liaison 36 comprend une paroi interne 38 d'un diamètre sensiblement égal au diamètre externe celui de la tige creuse et une paroi externe 40, dont au moins une partie présente un diamètre sensiblement égal au diamètre interne du tube enveloppe 4. La bague de liaison 36 est fixée à demeure, par exemple par soudage, sur la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2, respectivement dans la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe, et est reçue par exemple par emmanchage dans la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe, respectivement sur la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2. La bague de liaison 36 présente une longueur, mesurée selon l'axe A, égale à au moins deux fois sont plus grand diamètre extérieur, de préférence à au moins quatre fois sont plus grand diamètre extérieur. La bague de liaison 36 comprend une première zone 42, ou zone supérieure, sur laquelle est fixée la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4 et une deuxième zone 44, ou zone inférieure, prolongeant la première zone 42 vers le bas et dont la paroi externe 40 est laissée libre, c'est-à-dire que la deuxième zone 44 n'est pas entourée par le tube enveloppe 4, comme représenté sur les figures. La bague de liaison 36 est ainsi agencée pour permettre, au droit de la première zone 42, une liaison hermétique entre la tige creuse 2 et le tube enveloppe 4.

Selon un mode de réalisation, la bague de liaison 36 comprend au moins un canal 46 s'étendant sur toute la longueur de la bague de liaison 36 selon une direction parallèle à l'axe A entre sa paroi interne 38 et sa paroi externe 40 de sorte à placer en communication fluidique l'espace 24 avec le volume entourant la partie libre de la tige creuse 2 s'étendant de la deuxième zone 44 de la bague de liaison jusqu'à la deuxième partie extrême 14 de la tige creuse 2. Selon un mode de réalisation, la bague de liaison 36 comprend une pluralité de canaux 46 régulièrement répartis sur la circonférence de la bague de liaison 36. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Fig. 1 à 3, la bague de liaison 36 présente un diamètre externe constant égal au diamètre interne de la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4. Ainsi, selon ce premier mode de réalisation la première zone 42 et la deuxième zone 44 présente un diamètre constant. Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les Fig. 4 et 5, la deuxième zone 44 présente un diamètre inférieur au diamètre de la première zone 44, qui est égal au diamètre interne de la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4. La première zone 42 est liée à la deuxième zone 44 par une zone de jonction 48 de forme tronconique et dont le diamètre décroit progressivement du diamètre de la première zone 42 au diamètre de la deuxième zone 44. Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les Fig. 6 et 7, la bague de liaison 36 comprend un épaulement radial 50 s'étendant radialement vers l'extérieur de la paroi externe de la bague de liaison 36 au niveau de la jonction entre la première zone 42 et de la deuxième zone 44 de la bague de liaison 36. L'épaulement 50 présente une forme annulaire et comprend une première face 52, ou face supérieure, sur laquelle repose l'extrémité de la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4. L'épaulement 50 comprend une deuxième face 54, ou face inférieure, opposée à la première face 52, et comprenant des éléments de forage 56 permettant de forer la couche inférieure 8, comme cela sera décrit ultérieurement. De tels éléments de forage 56 sont par exemple formés par des plaquettes de forage. L'élaboration et la mise en place d'un dispositif d'ancrage 1 tel que décrit ci-dessus en fonction du sol dans lequel ce dispositif d'ancrage doit être fixé va à présent être décrit.

Comme mentionné précédemment, le sol destiné à recevoir le dispositif d'ancrage comprend au moins une couche supérieure 6 et une couche inférieure 8. Il est cependant entendu que le sol peut comprendre plus de deux couches de dureté variable et/ou que le sol de la couche supérieure n'est pas nécessairement homogène. L'élaboration et la mise en place du dispositif d'ancrage 1 commence par une analyse du sol dans lequel le dispositif d'ancrage doit être fixé. Cette analyse peut être effectuée par tous les moyens appropriés, tels que le carottage ou l'excavation, le sondage physique, au moyen d'un pressiomètre ou d'un pénétromètre, par sondage électronique au moyen d'un sondeur bathymétrique multi faisceaux pour la couche supérieure 6 et par carottage pour la couche rocheuse inférieure 8 par exemple. Cette analyse vise à déterminer l'épaisseur de la couche supérieure 6 et la profondeur de l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8, ainsi que la densité de la couche supérieure 6 et la cohésion de la couche inférieure 8. En fonction de l'analyse du sol, la longueur de la tige creuse 2 est déterminée pour s'étendre au travers de la couche supérieure 6 et pour pénétrer dans la couche inférieure 8 sur une profondeur de forage déterminée par calcul en fonctions de l'analyse du sol et notamment de la cohésion de la couche inférieure. En outre, la tige creuse 2 est prévue pour émerger du sol sur une longueur prédéterminée. Le diamètre du taillant 16 est également déterminé pour former une cavité 58 dans la couche inférieure 8 autour de la tige creuse 2, cette cavité 58 étant destinée à être remplie de matériau de scellement comme cela sera décrit ultérieurement. Le diamètre et la profondeur de la cavité 58 sont choisis en fonction des coefficients de frottement entre la roche de la couche inférieure 8 et le matériau de scellement qui remplit la cavité 58 et entre le matériau de scellement et l'acier de la tige creuse 2 pour offrir un effort de scellement adéquat en fonction de la nature du sol et de la structure à ancrer dans le sol. De même, en fonction de l'analyse du sol, la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2 est identifiée et choisie pour s'étendre à la profondeur de l'interface 10 entre la couche inférieure 8 et la couche supérieure 6. Dans le cas où la bague de liaison 36 est fixée à demeure à la tige creuse 2, la bague de liaison 36 est fixée sur la zone prédéterminée 25 et la longueur de la bague de liaison 36 est choisie pour qu'elle s'étende en regard de l'interface 10 et se prolonge dans la couche inférieure 8 et dans la couche supérieure du sol, comme représenté sur les Fig. 2, 3, 5 et 7. Le tube enveloppe 4 est également réalisé en fonction de l'analyse du sol. Ainsi, le tube enveloppe 4 présente une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la couche supérieure 6 du sol. Plus précisément, la longueur du tube enveloppe 4 est sensiblement égale à la profondeur, préalablement définie comme mentionnée précédemment, à laquelle la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2 doit s'étendre. Le nombre et les dimensions des disques hélicoïdaux d'effort 28 sont également déterminées. Le nombre ainsi que l'espacement des disques hélicoïdaux d'effort 28 sont choisis en fonction de l'épaisseur de la couche supérieure 6 ainsi que de sa densité, l'augmentation du nombre de disques hélicoïdaux d'effort 28 permettant d'augmenter l'effort d'ancrage du dispositif d'ancrage. Le diamètre des disques hélicoïdaux est choisi pour éviter que les couples de reprise des efforts soient trop importants en fonction de la pression limite de rupture du sol au droit de chaque disque. Le diamètre des disques n'est donc pas nécessairement constant. La distance entre deux disques d'effort 28 consécutifs est également déterminée en fonction du diamètre de ces disques. Cette distance est comprise entre deux et cinq fois le diamètre du disque et, avantageusement, entre trois et quatre fois ce diamètre. La surface totale ou cumulée des disques hélicoïdaux d'effort 28 détermine la portance du dispositif d'ancrage 1 dans la couche supérieure 6. Le diamètre du disque hélicoïdal de pénétration 26 est, quant à lui, choisi pour être égal ou inférieur au diamètre des disques hélicoïdaux d'effort 28 afin que les disques hélicoïdaux d'effort puissent être en prise avec la couche correspondant du sol. La mise en place du dispositif d'ancrage 1 lorsque la bague de liaison 36 est réalisée selon le premier mode de réalisation et lorsqu'elle est fixée à demeure sur la tige creuse 2 va à présent être décrite. La tige creuse 2 est mise en place par vissage, par exemple à l'aide d'un roto- percuteur. La tige creuse 2 traverse la couche supérieure 6 jusqu'à la couche inférieure 8 qui est percée par le taillant 16 jusqu'à la profondeur de forage déterminée par calculs comme décrit précédemment. Comme représenté sur la Fig. 2, le taillant 16 forme une cavité 58 autour de la tige creuse 2, qui présente un diamètre inférieur à celui du taillant 16. Le dimensionnement de la bague de liaison 36 ainsi que son positionnement dans la zone prédéterminée 25 de la tige creuse 2 font que la bague de liaison ferme la cavité 58 lorsque la tige creuse 2 atteint la profondeur souhaitée dans la couche inférieure 8, comme représenté sur les Fig. 2 et 3. Dans cette position, la première zone 42 de la bague de liaison 36 s'étend dans la couche supérieure 6 et la deuxième zone 44 de la bague de liaison 36 s'étend dans la couche inférieure 8. Le tube enveloppe 4 est ensuite mis en place également par vissage, par exemple à l'aide d'un roto-percuteur. Le tube enveloppe 4 se visse dans la couche supérieure 6 par son disque hélicoïdal de pénétration 26 et par son ou ses disques hélicoïdaux d'effort 28 autour de la tige creuse 2 jusqu'à ce que sa deuxième partie extrême 22 s'emmanche sur la première zone 42 de la bague de liaison 36, comme représenté sur les Fig. 2 et 3. La bague de liaison 36 fait ainsi office de butée pour la fixation du tube enveloppe 4 qui se positionne dans la couche supérieure 6 de façon référencée par rapport à la bague de liaison 36. Dans cette position, le tube enveloppe 4 repose sur l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8 et sa platine de fixation 30 repose sur la surface de la couche supérieure 6. Il convient de noter que le blocage du tube enveloppe 4 dans cette position peut être amélioré grâce à la platine de fixation complémentaire 32 (Fig. 6) qui est vissée sur la tige creuse 2 jusqu'à venir en appui contre la platine de fixation 30. Dans cette position, il existe une communication fluidique entre la cavité 58 de la couche inférieure 8 et l'espace 24 entre le tube enveloppe 4 et la tige creuse 2 grâce au canal ou canaux 46 de la bague de liaison 36. Cette communication fluidique est étanche, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de communication fluidique entre la cavité 58 et la couche supérieure 6 du fait de la bague de liaison 36, comme visible sur la Fig. 3. Au cours d'une dernière étape, un matériau de scellement est injecté dans la tige creuse 2 par sa première partie extrême 12. Un tel matériau de scellement est par exemple du ciment ou de la résine. Le matériau de scellement s'écoule dans la tige creuse 2 jusqu'à sa deuxième partie extrême 14 et est injecté dans la cavité 58 par le canal 18 prévu dans le taillant 16. Il convient de noter qu'au lieu ou en plus d'un canal dans le taillant, l'écoulement pourrait se faire par des orifices prévus dans la deuxième partie extrême 14 de la tige creuse. Le matériau de scellement rempli la cavité 58 et passe dans l'espace 24 à l'intérieur du tube enveloppe 4 par l'intermédiaire du ou des canaux 46 prévus dans la bague de liaison 36.

Grâce à la bague de liaison 36, le matériau de scellement ne peut pas s'échapper dans la couche supérieure 6, qui est poreuse, en passant entre l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8 et l'extrémité du tube enveloppe 4 même lorsque le sol présente une irrégularité et que l'extrémité du tube enveloppe n'est pas complètement en appui contre l'interface 10, comme représenté sur la Fig. 5. Par conséquent, la bague de liaison 36 permet d'éviter les fuites de matériau de scellement. Le matériau de scellement remplit le tube enveloppe 4 et ressort vers l'extérieur par la première partie extrême 20 du tube enveloppe 4 ou par l'évent 34 de la platine de fixation complémentaire 32.

Le dispositif d'ancrage 1 est ainsi parfaitement fixé dans le sol et positionné de façon optimale. Lorsque la bague de liaison 36 est fixée à demeure dans la deuxième partie extrême 22 du tube enveloppe 4, le procédé de mise en place du dispositif d'ancrage 1 est le même que celui qui est décrit ci-dessus, en faisant descendre la bague de liaison 36 le long de la tige creuse 2 lors du vissage du tube enveloppe 4 jusqu'à ce que la bague de liaison pénètre dans la cavité 58 et que sa deuxième zone 42 s'étende dans la cavité 58. Cette étape peut être accompagnée d'une injection d'eau sous pression dans le tube enveloppe 4 afin que cette eau sous pression soit injectée le long de la tige creuse 2 par le ou les canaux 46 de la bague de liaison 36 pour dégager de cette tige 2 les sédiments qui auraient pu s'y déposer lors du vissage de la tige creuse 2. Lorsque la bague de liaison 36 est conforme au deuxième mode de réalisation représenté sur les Fig. 4 et 5, la fermeture de la cavité 58 et le positionnement de la bague de liaison 36 est facilité par la forme tronconique de la zone de jonction 48 qui vient en butée contre le bord de la cavité 58, comme représenté sur la Fig. 5. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8 présente des irrégularités le long du bord de la cavité 58, comme représenté sur la Fig. 5. En effet, dans ce cas, on assure que la zone de jonction 48 est en contact avec l'ensemble du bord de la cavité, même si ce bord ne s'étend pas à un niveau constant, comme représenté sur la Fig. 5.

Lorsque la bague de liaison 36 est conforme au troisième mode de réalisation représenté sur les Fig. 6 et 7, le positionnement du tube enveloppe 4 est encore plus précis puisque son extrémité vient en butée contre l'épaulement 50 de la bague de liaison 36 et non contre l'interface 10 entre la couche supérieure 6 et la couche inférieure 8, comme représenté sur la Fig. 7. Ainsi, on s'affranchit complètement des éventuelles irrégularités de cette interface 10. La profondeur de la bague de liaison 36 peut en outre être parfaitement réglée puisque la bague de liaison 36 est apte à forer la couche inférieure 8 grâce à ses éléments de forage 56. Ceci améliore l'ancrage de la bague de liaison 36 dans le sol et rend le positionnement du tube de renfort 4 indépendant de la position exacte de l'interface 10. Le dispositif d'ancrage selon l'invention, combinant les caractéristiques d'ancrage par forage et par vissage, permet la prise en compte, en un dispositif unique, de l'ensemble des efforts d'ancrage, à savoir les efforts d'extraction et de fixation d'une part, et de compression et de flambage d'autre part. Ce dispositif d'ancrage est adapté aux sols comportant une couche rocheuse de dureté variant, de friable jusqu'à très dure, située à un ou plusieurs mètres de profondeur.

Le dispositif d'ancrage décrit ci-dessus est particulièrement avantageux lorsqu'il est utilisé dans un sol comprenant comme couche inférieure 8 une couche de roche d'origine magmatique ou sédimentaire et comme couche supérieure 6 une couche sédimentaire de dureté variable. Dans ce cas, l'effort d'ancrage du dispositif d'ancrage résulte de l'addition des efforts de scellement de la tige creuse 2 dans la couche inférieure 8 au moyen du matériau de scellement et des efforts de portance dus aux disques hélicoïdaux d'effort 28 dans la couche supérieure 6. Dans ce cas, la bague de liaison permet de garantir un scellement certain du dispositif d'ancrage en évitant toute fuite du matériau de scellement dans la couche supérieure, comme décrit précédemment. Ce scellement certain peut être identifié lorsque la pression du matériau de scellement injecté à la fin de l'opération d'injection du matériau de scellement est égale à la pression à laquelle ce matériau a été injecté. Une telle vérification permet d'assurer la bonne mise en place du dispositif d'ancrage dans le sol.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1.- Dispositif d'ancrage (1) dans un sol multicouches comprenant au moins une couche supérieure (6) et une couche inférieure (8), lesdites couches (6, 8) étant de duretés différentes, ledit dispositif comprenant au moins deux éléments cylindriques et concentriques : - une tige creuse (2) comprenant au moins un tronçon destiné à s'étendre dans la couche supérieure (6) et dans une partie de la couche inférieure (8), ladite tige creuse (2) comprenant une première partie extrême (12) munie de moyens d'attache et une seconde partie extrême (14), opposée à la première partie extrême (12), munie d'un taillant (16), - un tube enveloppe (4) comprenant au moins un tronçon s'étendant autour d'une partie de la tige creuse (2) et destiné à s'étendre dans la couche supérieure (6), comprenant une première partie extrême (20) s'étendant au voisinage de la première partie extrême (12) de la tige creuse (2) et une seconde partie extrême (22), opposée à la première partie extrême (20), munie d'un disque hélicoïdal de pénétration (26), le tube enveloppe (4) comprenant, entre la première et la seconde parties extrêmes (20, 22), au moins un disque hélicoïdal d'effort (28), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bague de liaison (36) s'étendant entre la tige creuse (2) et la seconde partie extrême (22) du tube enveloppe (4), ladite bague (36) assurant une liaison étanche entre ladite tige creuse (2) et ladite seconde partie extrême (22) et étant destinée à s'étendre à l'interface (10) entre la couche inférieure (8) et la couche supérieure (6) du sol.
2. 2.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) est fixée sur la tige creuse (2), la seconde partie extrême (22) du tube enveloppe (4) étant emmanchée sur ladite bague (36) de façon hermétique.
3. 3.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) est fixée dans la seconde partie extrême (22) du tube enveloppe (4), ladite bague de liaison (36) étant emmanchée sur la tige creuse (2) de façon hermétique.
4. 4.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) comprend au moins un canal (46) traversant la bague de liaison (36) selon une direction sensiblement parallèle à l'axe (A) de la tige creuse (2) et du tube enveloppe (4), ledit canal (46) plaçant en communication fluidique le volume intérieur du tube enveloppe (4) et le volume s'étendant autour de la deuxième partie extrême (14) de la tige creuse (2).
5. 5.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) comprend une première zone (42) depremier diamètre externe destinée à s'étendre dans la couche supérieure (6) et une deuxième zone (44) de deuxième diamètre externe destinée à s'étendre dans la couche inférieure (8), le premier diamètre externe étant supérieur au deuxième diamètre externe, la deuxième partie extrême (22) du tube enveloppe (4) s'étendant sur la première zone (42) de la bague de liaison (36).
6. 6.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) comprend une zone de jonction (48) s'étendant entre la première zone (42) et la deuxième zone (44), ladite zone de jonction (48) présentant un diamètre décroissant du premier diamètre au deuxième diamètre, ladite zone de jonction (48) étant destinée à s'étendre à l'interface (10) entre la couche inférieure (8) et la couche supérieure (6) du sol.
7. 7.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague de liaison (36) comprend un épaulement radial (50) s'étendant autour de ladite bague (36), l'extrémité de la deuxième partie extrême (22) du tube enveloppe (4) reposant sur ledit épaulement (50).
8. 8.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'épaulement (50) comprend une première face (52), sur laquelle repose l'extrémité de la deuxième partie extrême (22) du tube enveloppe (4), et une deuxième face (54), opposée à la première face (52), ladite deuxième face étant pourvue d'éléments de forage (56).
9. 9.- Procédé de mise en place d'un dispositif d'ancrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans un sol mutlicouches comprenant au moins une couche supérieure (6) et une couche inférieure (8), lesdites couches (6, 8) étant de duretés différentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer l'épaisseur de la couche supérieure (6) et la profondeur de la couche inférieure (8) ; - prévoir une tige creuse (2) d'une longueur supérieure à l'épaisseur de la couche supérieure (6) et enfoncer la tige creuse (2) dans le sol à l'aide du taillant (16) de sorte qu'elle traverse la couche supérieure (6) et que sa première partie extrême (14) pénètre dans la couche inférieure (8), - prévoir un tube enveloppe (4) d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la couche supérieure (6) et enfoncer le tube enveloppe (4) dans le sol l'aide du disque hélicoïdal de pénétration (26) jusqu'à l'interface (10) entre la couche supérieure (6) et la couche inférieure (8), caractérisé en ce que la bague de liaison (36) est positionnée sur la tige creuse (2) à une longueur telle que la bague de liaison (36) s'étende à l'interface (10) entre la couche supérieure (6) et la couche inférieure (8).
10. 10.- Procédé de mise en place selon la revendication 9 utilisant un dispositif d'ancrage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de scellement dans laquelle un matériau de scellement est injecté dans la tige creuse (2) par sa première partie extrême (12), ledit matériau s'écoulant par la deuxième partie extrême (14) de la tige creuse (2) dans le volume autour de la deuxième partie extrême (14) de la tige creuse (2) et dans le volume interne du tube enveloppe (4) en passant par le canal (46) de la bague de liaison (36) de sorte à assurer un scellement du dispositif d'ancrage dans le sol.
11. 11.- Procédé de mise en place selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche inférieure (8) est une couche de roche d'origine magmatique ou sédimentaire et en ce que la couche supérieure (6) est une couche sédimentaire de sorte que l'effort d'ancrage du dispositif d'ancrage (1) résulte de la somme des efforts de scellement de la tige creuse (2) dans la couche de roche et des efforts de portance des disques hélicoïdaux du tube enveloppe (4) dans la couche sédimentaire, la bague de liaison (16) garantissant un scellement certain dans la couche de roche.