WO1990001089A1 - Procede pour reparer une fondation comportant des tetes de pieux deteriorees, notamment de pieux en bois - Google Patents
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- WO1990001089A1 WO1990001089A1 PCT/CH1989/000129 CH8900129W WO9001089A1 WO 1990001089 A1 WO1990001089 A1 WO 1990001089A1 CH 8900129 W CH8900129 W CH 8900129W WO 9001089 A1 WO9001089 A1 WO 9001089A1
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- E02D37/00—Repair of damaged foundations or foundation structures
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- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/64—Repairing piles
Definitions
- the present invention relates to a method for repairing a foundation comprising a structure resting on deteriorated pile heads, in particular wooden piles, in which the soil surrounding the pile heads is excavated, under at least one area of said structure of this area up to a depth where the piles are not damaged, deteriorated parts are removed from the surface of the pile heads and these heads are wrapped in at least one concrete block.
- Another solution consists in repairing the foundation of a wall by proceeding in small successive sections along this wall, so as to limit the shoring to a zone of short length of the wall, which is partially or totally supported by the adjacent zones. .
- the pile heads are cut and the wall is extended down to the healthy part of the piles, by a reinforced concrete block in the form of a wall and / or footing.
- this process is quite slow and expensive; in addition it has the disadvantage of creating an overload on the piles by the weight of the concrete, which can cause new settlements.
- a method for repairing a foundation in water, on piles such as wooden piles which may have been exposed by soil erosion and deteriorated in water near their head is described in patent application WO 85/056 6 and corresponds to the first paragraph below. It essentially consists of clearing the pile area on the surface of the eroded soil, surrounding the group of piles concerned by a vertical enclosure forming a formwork between the soil and the structure to be supported (for example a bridge pile), and to pour in this formwork a mass of light concrete having a density close to that of water, so as not to overload the piles. Such a process cannot be transposed economically to underground work, in particularly because of the ground support problems that this would pose.
- the object of the present invention is to avoid, to a substantial extent, the drawbacks of the known method mentioned above, by providing a repair method which makes it possible to work in a simpler and faster manner, therefore less costly, while ensuring good stability of the structure during repair and in the long term.
- a secondary aim is also to avoid introducing an additional load on the piles.
- the method according to the invention is characterized in that, before coating the pile heads, connecting elements are fixed to non-deteriorated parts of the piles, above the bottom of the excavation, in what is produced in a reinforced concrete slab which covers at least partially the bottom of the excavation and which is linked to the piles by said connecting elements, and in that the pile heads are coated in at least one concrete block extending between said slab and said structure.
- the excavation can extend only under the wall and laterally on one side of the wall, which for example makes it possible to avoid touching constructions located the other side of the wall.
- said connecting elements may include steel rods or nails which are planted transversely in the piles at said slab.
- said concrete block is defined at least partially by means of lost formwork disposed between piles or groups of piles, which makes it possible to reduce the quantity of concrete.
- lightening elements may include blocks of synthetic foam or lost formwork for recesses. They can also include light aggregates, - -
- an advantageous form of the method provides that the excavation is divided into two longitudinal zones, namely a zone to be concreted extending around the heads of the piles and along the outside of the excavation with respect to the building, and a filling area extending along the other side of the excavation and at least partially between piles or groups of piles, the excavation being divided by means of a wall arranged on the slab following a plan layout which is crenellated so as to pass between piles or groups of piles to define the concrete mass which surrounds them.
- An advantageous variant of the process provides for concreting said slab and said concrete block in the same concreting step.
- said slab, said concrete block and a filling of the rest of the excavation are carried out in a single step of concreting, by forming a concrete block which extends upwards at least to the lower level. of said structure and which -contains elements of lightening.
- fig. 1 shows a vertical cross-section of a damaged foundation of a building facade wall, comprising wooden stakes
- fig. 2, 3 and 5 are views similar to FIG. 1 and illustrate a first embodiment of the method according to the invention, fig. ⁇ + is an elevation view along line IV-IV of fig. 3,
- fig. 6 is a view in horizontal section along the line VI-VI of FIG. 7 and illustrates a second embodiment of the method according to the invention.
- fig. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG. 6.
- Fig. 1 represents, before repair, the deteriorated foundation of a facade wall 1 of a building carried by groups of wooden piles 2 crossing a ground 3 of poor geotechnical quality in which the upper level is located - + a tablecloth phreatic.
- the interior 5 of the wall 1 shows the floor 5 of a room in the building, for example a cellar, and on the exterior side the sidewalk 6 and the pavement 7 of a street along the wall 1. Under the sidewalk, there is also a sewer line 8, a water pipe 9 and cables 10 which are buried in front of the wall.
- the wall 1 rests on a longitudinal masonry base 12 having a horizontal lower face 13 which rests on the heads 1 of the piles 2 by means of horizontal wooden beams 15, at least when the foundation is in good condition.
- pieces of wood with the exception of certain exotic woods, do not keep very long in the soil until below the water level. This is why, in the type of foundation represented here, it is customary to place the level of the face 13 below the level of the water table.
- the water level was lowered durably by drainage and pumping measures, so that the wood of the pile heads 1 - + and the sills 1 5 started to rot from its surface.
- the sole 1 2 As the sills are compressed transversely between the sole 12 and the piles, they generally crush quite quickly and the sole 1 2, at the stage shown in fig. 1, is based on the still healthy heart of the pile heads.
- the wall 1 and its base 12 may have undergone settlement and even damage that will need to be repaired, but the process described below essentially aims to restore a solid and durable foundation for this structure.
- FIGS. 2 to 5 A first form of process for repairing the foundation of FIG. 1 according to the present invention is illustrated in FIGS. 2 to 5.
- an excavation 20 is made on the side of the interior of the building relative to the wall 1, from the ground 5 of the cellar. This excavation can extend over part or the entire length of the wall and it includes a lateral part 20a extending next to the wall 1 of the base 12 and of the piles 2, to allow access to the level of the foundation. , and an underpinning part 20b which extends under the sole 12 around the deteriorated pile heads 14, at least to a depth where the wood of the piles is still healthy and will be kept in water. In practice, the excavation extends at least up to a meter below the sole 12 so that we can work in acceptable conditions under this sole.
- the surrounding ground is supported by an appropriate device such as shields 21, 22 supported by wedges 23 and stays 24 which can also help to stabilize the sole 12 laterally. It is noted that the excavation extends very little beyond the piles on the street side, so that neither cables and conduits 8 to 10, nor the sidewalk 6 or the roadway 7 are affected by the work. We remove the rotten parts of the pile heads
- the bottom of excavation 20 is often formed of poor soil and waterlogged. In the present case, it is covered with a layer of cleanliness comprising a bed of pebbles 26 and a layer of lean concrete 27 forming a horizontal and clean surface. Over a height of the order of
- a large number of large nails 28 are planted in the healthy wood of the piles 2 and allowed to protrude from the wood.
- These nails are intended to link the piles to a reinforced concrete slab 30 (fig. 3) which is poured on the lean concrete 27.
- other connecting members can be provided between the slab and piles, for example larger galvanized steel rods that are inserted into holes drilled through the piles.
- the reinforced concrete slab 30 extends, in this case, over the entire extent of the bottom of the excavation. It constitutes a sort of relatively thin raft, therefore flexible enough to follow possible differential settlements between the successive groups of three piles.
- This raft is sufficiently linked to the piles 2 to transmit significant vertical loads to them.
- its relatively large surface allows it to transmit a certain load to the underlying soil 3, if the latter is not excessively compressible. This gives a distribution of the loads transmitted to the ground, between the raft on the one hand and the piles on the other.
- the repaired foundation will provide increased security against overloads and will eventually allow to support additional permanent loads resulting, for example, from a reinforced structure for a new use of the building, or from the addition of 'an additional floor.
- the method according to the invention provides for coating these heads in a mass made of concrete which, in this case, will encase the three piles 2 in a group and will also form, between the successive groups of piles, a concrete screen on the entire outer side of the excavation 20a, along the shielding 21.
- a mass made of concrete which, in this case, will encase the three piles 2 in a group and will also form, between the successive groups of piles, a concrete screen on the entire outer side of the excavation 20a, along the shielding 21.
- a simple and inexpensive method which consists in placing blocks 32 of expanded polystyrene or of another light and rigid synthetic foam between the successive groups of piles 2 (FIG. 4).
- Wedges 33 prevent the lifting of these blocks and keep them away from the underside 13 of the sole 12, so that the latter is well coated with concrete.
- the sole 12 has been reinforced by the addition of prefabricated reinforced concrete beams 33 ', shown in broken lines in FIG. 4, the blocks 32 could bear directly against these beams.
- a series of PVC pipes 34 is installed, one end 34a of which is fixed to a pile head , while the other end 34b is outside the excavation and may possibly be used for a subsequent injection of cement milk.
- the concreting will also extend to the lateral part 20a of the excavation, in which blocks of expanded polystyrene 35 are also provided to avoid overloading of concrete on the foundation.
- the elements 35 can advantageously be wedged against the lifting by vertical stays 36 supported on the ceiling of the cellar.
- the blocks 32 and 35 can be replaced or supplemented by other elements known for lightening concrete, in particular lost formwork formed by sealed metal or plastic drums.
- a wooden pile head If a wooden pile head has deteriorated to the point where it no longer supports the sole 12 at all, it can be cut at the level of the slab 30 and replaced with a vertical piece of wood or other material, to temporarily support the base and prevent the pile from rising during the work. This piece will also be embedded in the concrete block.
- the concreting of the volume remaining in the excavation 20a and 20b can, if desired, be carried out in a single step to form a light mass 37 going from the slab 30 to a higher level 38 (fig. 5) which can be higher than the sole 12.
- a higher level 38 (fig. 5) which can be higher than the sole 12.
- we have not concreted up to the primitive level of the ground 5 because we will then take advantage of lowering it to level 38. If necessary, we can build a new slab at this level that can be supported on the solid mass 37.
- the block 37 is concreted by means of a fluidized concrete with an appropriate adjuvant, so that a complete coating of the pile heads 14 and of the lower face 13 of the base is obtained. It is also possible to provide an admixture which protects the concrete against acids which may come from the wood. At the end of concreting, the shielding 22 can be recovered with a view to its reuse.
- a particularly rapid variant consists in carrying out a single concreting step comprising both the slab 30 and the solid mass 37 lightened by the blocks 32 and 35.
- the slab is therefore distinguished from the solid only by the fact that it comprises an appropriate reinforcement and that it also extends under the lightening blocks.
- Figs. 6 and 7 illustrate a second embodiment of the method, in which the first steps can take place as described with reference to FIG. 2, including the execution of the slab 30.
- a wall is mounted on this slab constituted for example by a brick masonry wall 40 having in plan, as shown in FIG. 6, a crenellated line which bypasses the groups of piles 2 so as to define a block 41 around each group, at the same time as a screen 42 between each block 41 along the outside of the excavation.
- the low wall 40 will serve as vertical formwork for concreting the massifs 41 and the screen 42 in a single step. For this purpose, it extends upwards to the lower surface 13 of the sole 12 and a little higher outside the sole.
- it is possible to install exhaust air tubes and use fluidized concrete.
- the underside of the base is reinforced by two prefabricated beams 44 in reinforced or prestressed concrete which will bear on the two adjacent blocks 41 and on the wall 40 which delimits them, as well as on an intermediate wall 45 erected next to the heads of the 2 'piles.
- the beams 44 can be linked to the sole using any known suitable technique, for example using a resin concrete.
- the rest of the excavation that is to say the lateral part 20a and the empty spaces between the massifs 41, can then be filled in any suitable manner.
- the most economical solution is simply to backfill using the best part of the excavation cuttings if their quality is sufficient, or a filler material such as sand. We can also lighten this filling by incorporating light elements embedded in concrete.
- the present invention is not limited to the exemplary embodiments described above, but it extends to any modification or variant obvious to a person skilled in the art.
- the method according to the invention is also applicable in cases where it is necessary to access on both sides of the foundation.
- the method also makes it possible to repair in a similar way a foundation having deteriorated piles which are not made of wood.
- reinforced concrete piles they can be linked to slab 30 by releasing their armature and fixing them with transverse studs.
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Abstract
L'invention fournit un procédé permettant de réparer une fondation dont les pieux (2), notamment en bois, sont détériorés dans la zone de leur tête, en évitant au maximum l'utilisation d'un étayage pour soutenir la structure (1, 12) supportée par la fondation. On excave le sol autour des têtes de pieux détériorées (14) et de préférence d'un seul côté de la fondation, puis on enlève le bois pourri en laissant en place les têtes de pieux, afin de supporter la structure. Au fond de l'excavation, on bétonne une dalle (30) liée aux pieux (2) par des goujons ou de gros clous (28) plantés dans le bois, puis on enrobe les têtes de pieux dans des massifs de béton (37) pouvant être définis par des coffrages perdus ou par des blocs d'allègement (32). Le reste de l'excavation peut être remblayé ou rempli de béton, avec des éléments d'allègement (35) s'il le faut. Application: réparation de fondations sur pieux de bâtiments ou d'autres édifices.
Description
PROCEDE POUR REPARER UNE FONDATION COMPORTANT DES TETES DE PIEUX DETERIOREES, NOTAMMENT DE PIEUX EN BOIS
La présente invention concerne un procédé pour réparer une fondation comportant une structure reposant sur des têtes de pieux détériorées, notamment de pieux en bois, dans lequel on excave le sol entourant les têtes de pieux, sous au moins une zone de ladite structure de cette zone jusqu'à une profondeur où les pieux ne sont pas détériorés, on enlève des parties détériorées à la surface des têtes des pieux et l'on enrobe ces têtes dans au moins un massif en béton.
Dans des bâtiments relativement anciens fondés sur des pieux en bois, il est assez fréquent que le bois des têtes des pieux se détériore à la suite d'un abaissement durable du niveau de la nappe phréatique, tandis que les parties plus profondes de ces pieux se conservent bien dans la nappe et sont encore capables de supporter les charges de service pendant très longtemps. Ces détériorations conduisent à un écrasement des têtes des pieux, se traduisant pas des tassements de la structure, qui se fissure s'il y a des tassements différentiels sensibles. Par conséquent, il importe de réparer la fondation assez tôt pour éviter la ruine de cette structure.
Suivant un procédé de réparation connu, on excave le sol sous la structure jusqu'à une profondeur suffisante pour y accéder et pour atteindre des parties saines des pieux, .on ipstalle s otganes d'appui sur ces parties saines et l'on étaie provisoirement la structure sur eux, puis on coupe les têtes de pieux détériorées et on les remplace par de nouvelles têtes, généralement en béton afin d'éviter de nouvelles détériorations. Enfin, on remblaie l'excavation avec soin, particulièrement autour des nouvelles têtes des pieux. Les inconvénients de ce procédé sont avant tout sa lenteur et son coût. Cela résuite notamment de la- difficulté de réaliser un étayage suffisant dans un espace restreint et d'accès souvent malaisé, cet étayage pouvant être très dense si la structure à soutenir est en maçonnerie. Dans ces conditions, l'exécution
des nouvelles têtes de pieux devient difficile et longue, de même que le remblayage. Un autre problème que pose ce procédé est celui de la stabilité transversale de la structure, non seulement au moment où plusieurs têtes de pieux ont été coupées et sont remplacées par l'étayage, mais également quand la structure repose sur les nouvelles têtes après enlèvement de l'étayage. Si cette structure est un mur, comme c'est le cas le plus souvent, il faut avoir supprimé ou équilibré toute poussée latérale sur le mur, provenant par exemple du sol ou d'une voûte. Ainsi, pour réparer la fondation d'un mur de façade le long d'une rue, 11 faudra excaver le sol à la fois du côté intérieur et du côté extérieur du mur, c'est-à-dire que le chantier occupera une partie de la rue et touchera probablement des canalisations ou des câbles passant devant la façade. Il en résultera des travaux supplémentaires et des frais dont on se passerait volontiers.
Une autre solution consiste à réparer la fondation d'un mur en procédant par petites tranches successives le long de ce mur, de façon à limiter l'étayage à une zone de faible longueur du mur, laquelle est soutenue partiellement ou totalement par les zones adjacentes. On coupe les têtes des pieux et on prolonge le mur vers le bas jusqu'à la partie saine des pieux, par un massif en béton armé en forme de paroi et/ou de semelle. Toutefois, ce procédé est assez lent et coûteux; en outre il a l'inconvénient de créer une surcharge sur les pieux par le poids du béton, ce qui peut causer de nouveaux tassements.
Un procédé pour réparer une fondation dans l'eau, sur des pieux tels que des pieux en bois pouvant avoir été mis à nu par érosion du sol et détériorés dans l'eau au voisinage de leur tête, est décrit dans la demande de brevet WO 85/056 6 et correspond au premier paragraphe ci-dessous. Il consiste essentiellement à dégager la zone des pieux se trouvant à la surface du sol érodé, à entourer le groupe des pieux concernés par une enceinte verticale formant un coffrage entre le sol et la structure à supporter (par exemple une pile de pont), et à couler dans ce coffrage un massif de béton léger ayant une densité proche de celle de l'eau, afin de ne pas surcharger les pieux. Un tel procédé ne peut pas être transposé d'une manière économique à des travaux souterrains, en
particulier à cause des problèmes de soutènement du terrain que cela poserait.
La présente invention a pour but d'éviter, dans une mesure substantielle, les inconvénients du procédé connu mentionné plus haut, en fournissant un procédé de réparation qui permet de travailler d'une façon plus simple et plus rapide, donc moins coûteuse, tout en assurant une bonne stabilité de la structure pendant la réparation et à long terme. Un but secondaire consiste à éviter aussi d'introduire une charge supplémentaire sur les pieux.
A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, avant d'enrober les têtes des pieux, on fixe des éléments de liaison à des parties non détériorées des pieux, au-dessus du fond de l'excavation, en ce que l'on réalise une dalle en béton armé qui couvre au moins partiellement le fond de l'excavation et qui est liée aux pieux par lesdits éléments de liaison, et en ce que l'on enrobe les têtes de pieux dans au moins un massif en béton s'étendant entre ladite dalle et ladite structure.
Dans le cas où ladite structure comprend un mur d'un bâtiment, l'excavation peut s'étendre uniquement sous le mur et latéralement d'un seul côté du mur, ce qui permet par exemple d'éviter de toucher à des constructions situées de l'autre côté du mur.
Si les pieux sont en bois, lesdits éléments de liaison peuvent comprendre des tiges d'acier ou des clous que l'on plante transversalement dans les pieux au niveau de ladite dalle.
Dans une forme de réalisation préférée, on délimite ledit massif en béton au moins partiellement au moyen de coffrages perdus disposés entre des pieux ou des groupes de pieux, ce qui permet de diminuer la quantité de béton. Par ailleurs, on peut incorporer des éléments d'allégement dans le massif en béton. Ces éléments peuvent comprendre des blocs de mousse synthétique ou des coffrages perdus pour évidements. Ils peuvent également comprendre des granuiats légers,
- -
c'est-à-dire que le massif est en béton dit léger. D'autre part, après avoir réalisé le massif en béton, on peut remplir le reste de l'excavation au moins partiellement de béton contenant des éléments d'allégement.
Pour réparer la fondation d'un mur, une forme avantageuse du procédé prévoit qu'on divise l'excavation en deux zones longitudinales, à savoir une zone à bétonner s'étendant autour dés têtes des pieux et le long du côté extérieur de l'excavation par rapport au bâtiment, et une zone de remplissage s'étendant le long de l'autre côté de l'excavation et au moins partiellement entre des pieux ou des groupes de pieux, l'excavation étant divisée au moyen d'une paroi disposée sur la dalle suivant un tracé en plan qui est crénelé de façon à passer entre des pieux ou des groupes de pieux pour définir les massifs en béton qui les enrobent.
Une variante avantageuse du procédé prévoit que l'on bétonne ladite dalle et ledit massif en béton dans une même étape de bétonnage.
Selon une autre variante, on réalise en une seule étape de bétonnage ladite dalle, ledit massif en béton et un remplissage du reste de l'excavation, en formant un massif de béton qui s'étend vers le haut au moins jusqu'au niveau inférieur de ladite structure et qui -contient des éléments d'allégement.
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, de deux formes différentes de réalisation du procédé, en référence aux dessins, dans lesquels :
la fig. 1 représente en coupe transversale verticale une fondation détériorée d'un mur de façade d'un bâtiment, comportant des pieux en bois,
les fig. 2, 3 et 5 sont des vues analogues à la fig. 1 et illustrent une première forme de réalisation du procédé selon l'invention,
la fig. <+ est une vue en élévation suivant la ligne IV-IV de la fig.3,
la fig. 6 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne VI-VI de la fig. 7 et illustre une seconde forme de réalisation du procédé selon l'invention, et
la fig. 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 1 représente, avant réparation, la fondation détériorée d'un mur de façade 1 d'un bâtiment porté par des groupes de pieux en bois 2 traversant un terrain 3 de qualité géotechnique médiocre dans lequel se trouve le niveau supérieur -+ d'une nappe phréatique. Dans cet exemple, on a représenté du côté intérieur du mur 1 le sol 5 d'une pièce du bâtiment, par exemple d'une cave, et du côté extérieur le trottoir 6 et la chaussée 7 d'une rue longeant le mur 1. Sous le trottoir, on voit également une canalisation d'égout 8, une conduite d'eau 9 et des câbles 10 qui sont enterrés devant le mur.
Comme c'est souvent le cas dans les constructions relativement anciennes, le mur 1 repose sur une semelle longitudinale en maçonnerie 12 ayant une face inférieure horizontale 13 qui s'appuie sur les têtes 1 des pieux 2 par l'intermédiaire de longrines horizontales en bois 15, du moins quand la fondation est en bon état. Il est bien connu que les pièces de bois, à l'exception de certains bois exotiques, ne se conservent très longtemps dans le sol qu'en dessous du niveau de l'eau. C'est pourquoi, dans le type de fondation représenté ici, il est d'usage de placer le niveau de la face 13 en dessous du niveau de la nappe phréatique . Toutefois, dans le cas présent comme dans beaucoup d'autres, le niveau phréatique a été abaissé durablement par des mesures de drainage et de pompage, si bien que le bois des têtes de pieux 1 -+ et des longrines 1 5 s'est mis à pourrir à partir de sa surface. Comme les longrines sont comprimées transversalement entre la semelle 12 et les pieux, elles s'écrasent généralement assez vite et la semelle 1 2, au stade représenté en fig. 1 , s'appuie sur le coeur encore sain des têtes de pieux. Bien entendu, le mur 1 et sa semelle 12 ont pu subir des tassements et même
des dégâts qu'il s'agira de réparer, mais le procédé décrit ci-dessous a essentiellement pour objet de rétablir une fondation solide et durable pour cette structure.
Une première forme de procédé pour réparer la fondation de la fig. 1 selon la présente invention est illustrée par les fig. 2 à 5. En référence à la fig. 2, on fait une excavation 20 du côté de l'intérieur du bâtiment par rapport au mur 1, à partir du sol 5 de la cave. Cette excavation peut s'étendre sur une partie ou sur toute la longueur du mur et elle comprend une partie latérale 20a s'étendant à côté du mur 1 de la semelle 12 et des pieux 2, pour permettre d'accéder au niveau de la fondation, et une partie en sous-oeuvre 20b qui s'étend sous la semelle 12 autour des têtes de pieux détériorées 14, au moins jusqu'à une profondeur où le bois des pieux est encore sain et se conservera dans l'eau. En pratique, l'excavation s'étend au moins jusqu'à un mètre en dessous de la semelle 12 afin qu'on puisse travailler dans des conditions acceptables sous cette semelle. Bien entendu, on soutient le terrain environnant par un dispositif approprié tel que des blindages 21 , 22 soutenus par des cales 23 et des étais 24 qui peuvent aussi contribuer à stabiliser latéralement la semelle 12. On remarque que l'excavation s'étend très peu au-delà des pieux du côté de la rue, de sorte que ni les câbles et conduites 8 à 10, ni le trottoir 6 ou la chaussée 7 ne sont touchés par les travaux. On enlève les parties pourries des têtes de pieux
14 et des longrines 15. En général un étayage n'est pas nécessaire à ce stade, parce que la semelle 12 repose déjà sur des parties encore résistantes des pieux, qui ont supporté la structure jusqu'à maintenant. Un aspect particulièrement avantageux du procédé décrit ici consiste précisément à conserver ces parties résistantes durant toute l'opération de réparation, pour qu'elles jouent le rôle d'un étayage.
Le fond de l'excavation 20 est souvent formé d'un sol médiocre et gorgé d'eau. Dans le cas présent, on le recouvre d'une couche de propreté comprenant un lit de galets 26 et une couche de béton maigre 27 formant une surface horizontale et propre. Sur une hauteur de l'ordre de
15 cm au-dessus de cette surface, on plante dans le bois sain des pieux 2 un grand nombre de gros clous 28 qu'on laisse dépasser du bois. Un
exemple typique prévoit environ quarante clous galvanisés de 200x6 mm, plantés de 100 mm. Ces clous sont destinés à lier les pieux à une dalle en béton armé 30 (fig. 3) qu'on coule sur le béton maigre 27. A la place des clous 28, on peut prévoir d'autres organes de liaison entre la dalle et les pieux, par exemple de plus grosses tiges en acier galvanisé qu'on insère dans des trous forés à travers les pieux.
En référence aux fig. 3 et 4, la dalle en béton armé 30 s'étend, dans le cas présent, sur toute l'étendue du fond de l'excavation. Elle constitue une sorte de radier relativement mince, donc assez souple pour suivre d'éventuels tassements différentiels entre les groupes successifs de trois pieux. Ce radier est suffisamment lié aux pieux 2 pour leur transmettre d'importantes charges verticales. De plus, sa surface relativement grande lui permet de transmettre une certaine charge au sol sous-jacent 3, si celui-ci n'est pas excessivement compressible. On obtient ainsi une répartition des charges transmises au sol, entre le radier d'une part et les pieux d'autre part. De ce fait, la fondation réparée présentera une sécurité accrue vis-à-vis des surcharges et permettra éventuellement de supporter des charges permanentes supplémentaires résultant, par exemple, d'une structure renforcée pour une nouvelle affectation du bâtiment, ou de l'adjonction d'un étage supplémentaire. Cependant, si l'on ne peut pas compter sur une réaction du sol et si l'on désire économiser du béton, on peut limiter la largeur de la dalle 30 à la zone excavée 20b sous la semelle 12 et on peut même la fractionner en plusieurs parties séparées entourant chacune un groupe de pieux, notamment si ces groupes sont relativement espacés et que la semelle 12 peut porter entre eux, après avoir été renforcée s'il le faut.
Afin de transmettre ultérieurement à la dalle 30 les charges verticales provenant de la semelle 12, ainsi que d'arrêter ou de freiner le processus de dégradation des têtes de pieux 14, le procédé selon l'invention prévoit d'enrober ces têtes dans un massif en béton qui, dans le cas présent, enrobera en bloc les trois pieux 2 d'un groupe et formera également, entre les groupes successifs de pieux, un écran en béton sur tout le côté extérieur de l'excavation 20a, le long du blindage 21. Comme le béton est un peu plus lourd que le terrain naturel, il est
avantageux de réduire la masse totale du béton que supportera la dalle 30. Cela peut se faire par différents moyens connus, tels que l'utilisation d'un béton contenant des granulats légers, mais cette solution est assez coûteuse. Dans le cas présent, on utilise une méthode simple et peu coûteuse consistant à placer des blocs 32 de polystyrène expansé ou d'une autre mousse synthétique légère et rigide entre les groupes successifs de pieux 2 (fig. 4). Des cales 33 empêchent le soulèvement de ces blocs et les maintiennent à distance de la face inférieure 13 de la semelle 12, pour que celle-ci soit bien enrobée de béton. Au cas où l'on aurait renforcé la semelle 12 par l'adjonction de poutrelles préfabriquées en béton armé 33', représentées en traits interrompus en fig. 4, les blocs 32 pourraient s'appuyer directement contre ces poutrelles. Pour éviter la formation de poches d'air le long de cette surface pendant le bétonnage et pour garantir une bonne liaison du béton avec la semelle 12, on installe une série de tuyaux 34 en PVC dont une extrémité 34a est fixée à une tête de pieu, tandis que l'autre- extrémité 34b se trouve hors de l'excavation et pourra éventuellement servir à une injection ultérieure de lait de ciment. Dans cet exemple, le bétonnage s'étendra aussi à la partie latérale 20a de l'excavation, dans laquelle on a également prévu des blocs de polystyrène expansé 35 pour éviter une surcharge de béton sur la fondation. Les éléments 35 peuvent avantageusement être calés contre le soulèvement par des étais verticaux 36 s'appuyanî au plafond de la cave. Les blocs 32 et 35 peuvent être remplacés ou complétés par d'autres éléments connus pour l'allégement du béton, notamment des coffrages perdus formés par des fûts étanches en métal ou en matière synthétique.
Si une tête de pieux en bois est détériorée à tel point qu'elle ne supporte plus du tout la semelle 12, on peut la couper au niveau de la dalle 30 et la remplacer par une pièce verticale de bois ou d'un autre matériau, pour supporter provisoirement la semelle et empêcher que le pieu remonte durant les travaux. Cette pièce sera aussi enrobée dans le massif de béton.
Avec ces dispositions, le bétonnage du volume restant dans l'excavation 20a et 20b peut, si l'on veut, s'effectuer en une seule étape pour former
un massif allégé 37 allant de la dalle 30 jusqu'à un niveau supérieur 38 (fig. 5) pouvant se trouver plus haut que la semelle 12. Dans le présent exemple, on n'a pas bétonné jusqu'au niveau primitif du sol 5, car on profitera ensuite d'abaisser celui-ci jusqu'au niveau 38. Le cas échéant, on pourra construire à ce niveau une nouvelle dalle pouvant prendre appui sur le massif 37.
De préférence, le massif 37 est bétonné au moyen d'un béton fluidifié par un adjuvant approprié, pour qu'on obtienne un enrobage complet des têtes de pieux 14 et de la face inférieure 13 de la semelle. On peut également prévoir un adjuvant qui protège le béton contre les acides pouvant provenir du bois. A la fin du bétonnage, on peut récupérer le blindage 22 en vue de son réemploi.
Une variante d'exécution particulièrement rapide consiste à effectuer une seule étape de bétonnage comprenant à la fois la dalle 30 et le massif 37 allégé par les blocs 32 et 35. La dalle ne se distingue alors du massif que par le fait qu'elle comporte une armature appropriée et qu'elle s'étend aussi sous les blocs d'allégement.
Les fig. 6 et 7 illustrent une seconde forme de réalisation du procédé, dans laquelle les premières étapes peuvent se dérouler comme on l'a décrit en référence à la fig. 2, y compris l'exécution de la dalle 30. Ensuite, on monte sur cette dalle une paroi constituée par exemple par un muret en maçonnerie de briques 40 ayant en plan, comme le montre la fig. 6, un tracé crénelé qui contourne les groupes de pieux 2 de façon à définir un massif 41 autour de chaque groupe, en même temps qu'un écran 42 entre chaque massif 41 le long du côté extérieur de l'excavation. Le muret 40 servira de coffrage vertical pour le bétonnage des massifs 41 et de l'écran 42 en une seule étape. Dans ce but, il s'étend vers le haut jusqu'à la surface inférieure 13 de la semelle 12 et un peu plus haut en dehors de la semelle. Comme dans l'exemple précédent, on peut installer des tubes d'évacuation d'air et utiliser un béton fluidifié.
Dans la partie de droite de la fig. 6, on a représenté un cas particulier
dans lequel on a trouvé que certains pieux 2' d'un groupe ont des têtes tellement détériorées qu'elles n'offrent pas une sécurité suffisante pendant les travaux de réparation et qu'on doit alors étayer provisoi¬ rement la semelle du mur à côté de ces têtes. Au lieu de réaliser un massif 41 sur les pieux 2', on renforce le dessous de la semelle par deux poutrelles préfabriquées 44 en béton armé ou précontraint qui prendront appui sur les deux massifs 41 adjacents et sur le muret 40 qui les délimite, ainsi que sur un muret intermédiaire 45 érigé à côté des têtes des pieux 2'. Les poutrelles 44 peuvent être liées à la semelle à l'aide de toute technique appropriée connue, par exemple à l'aide d'un béton de résine.
En revanche, si certaines têtes de pieux sont encore en bon état, on peut envisager de ne pas les enrober de béton, mais seulement d'un produit de protection contre la pourriture.
Le reste de l'excavation, c'est-à-dire la partie latérale 20a et les espaces vides entre les massifs 41, pourront ensuite être remplis de n'importe quelle manière appropriée. La solution la plus économique consiste simplement à remblayer en utilisant la meilleure partie des déblais de l'excavation si leur qualité est suffisante, ou bien un matériau d'apport tel que du sable. On peut également alléger ce remplissage en lui incorporant des éléments légers enrobés dans du béton.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, si l'absence de conduites ou d'autres obstacles permet l'excavation du côté extérieur du mur 1, cela peut être avantageux puisqu'on pourra mieux utiliser des machines qu'à l'intérieur du bâtiment. Le procédé selon l'invention est également applicable dans les cas où il faut accéder des deux côtés de la fondation. D'autre part, le procédé permet aussi de réparer d'une façon similaire une fondation ayant des pieux détériorés qui ne sont pas en bois. S'il s'agit de pieux en béton armé, on peut les lier à la dalle 30 en dégageant leur armature et en leur fixant des goujons transversaux.
Claims
1. Procédé pour réparer une fondation comportant une structure ( 1 , 12) reposant sur des têtes de pieux détériorées, notamment de pieux en bois (2), dans lequel on excave le sol entourant les têtes de pieux, sous au moins une zone de ladite structure jusqu'à une profondeur où les pieux ne sont pas détériorés, on enlève des parties détériorées à la surface des têtes des pieux et l'on enrobe ces têtes dans au moins un massif en béton, caractérisé en ce que, avant d'enrober les têtes ( 14) des pieux, on fixe des éléments de liaison (28) à des parties non détériorées des pieux (2), au-dessus du fond de l'excavation, en ce que l'on réalise une dalle en béton armé (30) qui couvre au moins partiellement le fond de l'excavation et qui est liée aux pieux par lesdits éléments de liaison, et en ce que l'on enrobe les têtes des pieux dans au moins un massif en béton (37, 41 ) s'étendant entre ladite dalle et ladite structure.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite structure comprend un mur (1 ) d'un bâtiment, caractérisé en ce que l'excavation (20) s'étend sous le mur et latéralement (20a) d'un seul côté du mur.
3. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les pieux (2) sont en bois, caractérisé en ce que lesdits éléments de liaison comprennent des tiges d'acier ou des clous (28) que l'on plante transversalement dans les pieux au niveau de ladite dalle (30).
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on délimite ledit massif en béton (37, 41 ) au moins partiellement au moyen de coffrages perdus (32, 40) disposés entre des pieux ou des groupes de pieux.
5. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on incorpore, dans ledit massif en béton, des éléments d'allégement (32, 35) comprenant des blocs de mousse synthétique ou des coffrages perdus pour évidements.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on incorpore, dans ledit massif en béton, des éléments d'allégement comprenant des granulats légers.
7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on divise la zone excavée (20) en deux zones longitudinales, à savoir une zone à bétonner (41, 42) s'étendant autour des têtes de pieux (14) et le long du côté extérieur de l'excavation par rapport au bâtiment, et une zone de remplissage s'étendant le long de l'autre côté de l'excavation et au moins partiellement entre des pieux ou des groupes de pieux, au moyen d'une paroi (40) disposée sur la dalle suivant un tracé en plan qui est crénelé de façon à passer entre des pieux ou des groupes de pieux pour définir les massifs en béton (41) qui les enrobent.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on bétonne ladite dalle (30) et ledit massif en béton (37) dans une même étape de bétonnage.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après avoir réalisé ledit massif en béton, on remplit le solde de l'excavation au moins partiellement de béton contenant des éléments d'allégement.
10. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on réalise en une seule étape de bétonnage ladite dalle (30), ledit massif en béton (37) et un remplissage du reste de l'excavation, en formant un massif en béton qui s'étend vers le haut au moins jusqu'au niveau inférieur ( 13) de ladite structure et qui contient des éléments d'allégement (32, 35).
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| FR88/09850 | 1988-07-18 | ||
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| WO1990001089A1 true WO1990001089A1 (fr) | 1990-02-08 |
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| PCT/CH1989/000129 WO1990001089A1 (fr) | 1988-07-18 | 1989-07-07 | Procede pour reparer une fondation comportant des tetes de pieux deteriorees, notamment de pieux en bois |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2634236A1 (fr) | 1990-01-19 |
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