WO2020152219A1 - Caisson empilable préfabriqué - Google Patents

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WO2020152219A1
WO2020152219A1 PCT/EP2020/051516 EP2020051516W WO2020152219A1 WO 2020152219 A1 WO2020152219 A1 WO 2020152219A1 EP 2020051516 W EP2020051516 W EP 2020051516W WO 2020152219 A1 WO2020152219 A1 WO 2020152219A1
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WO
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box
vertical
recesses
box according
interior
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PCT/EP2020/051516
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English (en)
Inventor
Daniel Mouton
Original Assignee
Daniel Mouton
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0216—Cribbing walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/14—Preformed blocks or slabs for forming essentially continuous surfaces; Arrangements thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E02D17/205—Securing of slopes or inclines with modular blocks, e.g. pre-fabricated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00—Caissons; Construction or placing of caissons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
    • E02B3/066—Quays

Definitions

  • the object of the present invention is to provide improvements in the construction of various civil engineering works such as retaining walls, bank protection or containment, by means of prefabricated stackable boxes whose compartments are intended to receive a filling of various materials and whose overall rigidity of the structure is ensured by vertical and horizontal stiffeners in reinforced concrete, at the same time conferring advantages of confinement to the product placed in the compartments of the caissons.
  • Retaining structures, walls in particular, are essentially made from different techniques such as massive stone walls (since antiquity), reinforced concrete walls, prefabricated by transportable elements or cast in place, wire mesh baskets (gabions) filled with stone, solid or honeycomb stackable concrete blocks according to several systems with often facial finishes imitating stone or other materials, prefabricated and stackable concrete elements for planters and green walls, or shuttering blocks for small-sized structures.
  • the massive walls, the elements and the prefabricated concrete blocks intended for the realization of retaining walls constitute the major part of the whole of the work both in the facing face and in the structural part, but are dissociated of the draining part and the first part of the backfill
  • Gabions have very good qualities in letting runoff water through and correctly absorb, by virtue of their flexibility, variations in the terrain on which they are placed.
  • dams or dams of river or sea banks are also carried out with these mixed techniques, or by riprap poured in bulk or placed with a mechanical shovel, sometimes linked by a filling concrete poured into the cavities for constitute the shell of the work.
  • Some structures are also made of poured concrete poured on site according to the possibilities and the constraints of water levels.
  • the object of the invention is to provide a prefabricated product capable of producing a stable structure and of different conformations.
  • Another object of the invention is to provide a prefabricated product that is very insensitive to erosion, torrential rain runoff, flooding, breaking swell effects, for the construction of various structures: retaining walls, crossing or retaining of water. watercourses, protection of river and sea banks, green walls, planters, etc ....
  • the characteristics of the prefabricated compartmentalized box of the invention bring both great simplicity in its implementation and allow, by assembly composition, to produce large-sized works with the same element which stacks and binds firmly, by also allowing the burying of more or less polluted products in these structures.
  • this box facilitates the realization of work in the presence of water by avoiding the phases of formwork, reinforcement, casting, stripping, drying in situ as well as most of the risks inherent in landslides and / or rises in both river and sea water.
  • the invention relates firstly to a box of parallelepiped shape delimited by long and short peripheral vertical walls, which box has interior compartments separated from the vertical partitions, and at least one interior central column which is placed at the junction of said internal partitions (3 and 3c) and which extends from a multi-position interlocking device (8) located in the lower part of the box (1), to a interlocking device (9) located in the upper part of said box (1).
  • the interlocking devices give the box of the invention, and the work made from a stack of such boxes, great modularity in the shape of the works since the juxtaposed and superimposed boxes can be shifted between them.
  • the possibility of such an offset also ensures the stability of the structure, in particular by the possibility of achieving a significant rearward inclination of the structure or of a part of the structure, this inclination also being referred to as "fruit" in the field.
  • the element to be shuttered of the invention can also include the following optional characteristics considered in isolation or in all possible technical combinations:
  • the long and short peripheral vertical walls of said box have vertical indentations open to the outside, and the upper and lower horizontal ridges of said box have horizontal recesses open to the outside.
  • the vertical recesses are arranged at regular intervals.
  • the vertical recesses are of semi-frustoconical shape, the small section of which is located in the lower part of the box and the largest section is located in the upper part of said box.
  • the horizontal recesses located at the level of the upper and lower horizontal edges of the box have in section an arcuate portion, and the horizontal recess located at the level of the upper edge of the box has a flat portion in section on the side of the 'corresponding ridge extending through said portion in the form of an arc of a circle.
  • the interlocking devices are of the female type.
  • the multi-position interlocking device is composed of a plurality of female cavities distributed circularly around a central cavity centered on the vertical axis of the column considered.
  • the box has at least two multi-position interlocking devices.
  • At least one interior compartment located along a short face and / or a long face comprises on at least two of its opposite interior faces at least two crenellations which are symmetrically arranged opposite to each other extending parallel to the face along which said inner compartment is located.
  • At least one interior corner compartment which is located along both a short face and a long face and which is adjacent to the interior compartment having at least two crenellations on at least two of its opposite interior faces, has at least two crenellations on each of its four interior faces, which crenellations are symmetrically arranged two by two opposite each other.
  • each interior partition extends either between two central columns or from a central column up to a vertical indentation recess.
  • the upper extremity edges of the vertical interior partitions, of the indented vertical recesses and of the horizontal recesses located at the level of the upper edge of the box have a hollow relief capable of forming a means of hooking and holding of spacers and compensators or of lids.
  • the box has a lifting and handling device located at the level of the interlocking device located in the upper part of the box.
  • the interlocking device is of the female type, and the lifting and handling device is housed at the bottom of the cavity formed by the interlocking device.
  • the width of the box is equal to two thirds of its length.
  • Figure 1 shows the box 1 of the invention seen from above;
  • Figure 2 shows the box 1 of Figure 1 in longitudinal section
  • Figure 3 shows the box 1 of Figure 1 seen from below and illustrated without a bottom
  • Figure 4 shows the box 1 of Figure 1 seen from below and illustrated with a bottom
  • Figure 5 shows the box 1 of Figure 1 seen from above and illustrated with covers for each of the compartments 2 of said box 1;
  • Figure 6 shows the box 1 of Figure 1 according to the vertical section AA;
  • Figure 7 shows the box 1 of Figure 1 according to the vertical section BB;
  • Figure 8 shows the box 1 of Figure 1 seen from the side along one of its longitudinal faces
  • Figure 9 shows the box 1 of Figure 1 seen from the side along one of its transverse faces
  • Figure 10 is an enlarged view of the upper part of the wall of a compartment of the box of the invention, which upper part is surmounted by an intermediate element;
  • Figure 11 is another enlarged view of the upper part of the wall of a compartment of the box of the invention, which upper part is surmounted by intermediate and compensating elements;
  • Figure 12 shows in section the details of aligned superposition of the boxes 1 of the invention forming the civil engineering work of the invention, illustrated without bottom on the left and with bottom on the right;
  • Figure 13 shows in section the details of offset superposition of the boxes 1 of the invention forming the civil engineering work of the invention, without bottom to the left and with bottom to the right;
  • Figure 14 shows an example of juxtaposition of the boxes 1 of the invention seen from above;
  • Figure 15 shows an example of reinforcement of the juxtaposition of boxes of Figure 14;
  • Figure 16 shows an example of the juxtaposition of the boxes 1 of the invention seen from above, in some of which boxes are provided interior removable walls in different positions, concrete being poured into some parts of the boxes;
  • Figure 17 shows an example of juxtaposition and aligned superposition of boxes 1 of the invention seen from the side;
  • Figure 18 shows an example of partial reinforcement of the juxtaposition and aligned superposition of boxes 1 of the invention of Figure 17;
  • Figure 19 shows a first example of juxtaposition and offset superposition of boxes 1 of the invention seen from the side;
  • Figure 20 shows an example of partial reinforcement of the juxtaposition and aligned superposition of boxes 1 of the invention of Figure 19;
  • Figure 21 shows a second example of juxtaposition and offset superposition of boxes 1 of the invention seen from the side;
  • FIG. 22 represents an example of partial reinforcement of the juxtaposition and aligned superposition of boxes 1 of the invention of FIG. 21;
  • FIG. 23 represents a third example of juxtaposition and offset superposition of boxes 1 of the invention seen from the side;
  • Figure 24 shows an example of partial reinforcement of the juxtaposition and aligned superposition of boxes 1 of the invention of Figure 23;
  • Figure 25 shows a top view of an example of offset superposition of the boxes 1 of the invention in two directions (longitudinal and transverse) and in three rows;
  • FIG. 26 shows a top view of a second example of an offset superposition of the boxes 1 of the invention, in one direction and in three rows;
  • FIG. 27 represents a third example of an offset superposition of the boxes 1 of the invention, in one direction and in three rows;
  • FIG. 28 shows a front view of three examples of assembly of caissons 1 of the invention for simple works of retaining and water passage;
  • FIG. 29 shows a front view of another example of an assembly of caissons 1 of the invention for a simple bridge structure with pillars;
  • FIG. 30 shows a front view of another example of an assembly of caissons 1 of the invention for a bridge structure without a central pillar.
  • the structure of the box of the invention in particular its compartments, ensures rapid casting of the reinforcing elements made of concrete, reinforced or not, in the box without additional formwork, between two tides for example.
  • the compartments can be open or closed in the lower part depending on the destination of use.
  • the ratio of the dimensions (length / width) of the box makes it possible to position the boxes of a structure in the same plane, either in the same direction of alignment, or with an alignment offset in the same. sense, or staggered (checkerboard).
  • the caissons can be positioned, for simple structures, with their long wall in front of the structure to be produced, thus offering two minimum compartments to be filled in depth or, with their short wall in front of the structure to be produced , three compartments minimum to be filled in depth.
  • the compartments of the caissons placed on the front of the structure can be filled with concrete in order to constitute a shield or a shell, and the compartments located at the rear can be filled with draining materials or backfill.
  • a large-scale massive structure such as a river or sea bank protection structure, could easily be formed by several caissons juxtaposed one behind the other, staggered or not at each higher row.
  • the arrangement and shape of the reinforced concrete stiffeners, both vertical and horizontal, allows, after casting thereof, to ensure both an integral maintenance of the caissons between them as well as total containment, so "Sarcophagus” means materials placed in compartments in any row offset configuration.
  • the box is of parallelepiped shape, provided with interior compartments separated by vertical partitions, the long and short peripheral vertical walls of which have vertical recesses in indentation open to the exterior and arranged at intervals.
  • regular, interior central columns placed at the junction of the interior partitions and connecting a combination of multi-position female interlocking devices, in the lower part, to a female interlocking device, in the upper part, itself comprising a locking device. lifting and handling, and on its upper and lower horizontal edges of horizontal recesses open to the outside.
  • the box can be positioned by superposition either exactly plumb with the lower box, or slightly offset in one direction, or simultaneously in two longitudinal and transverse directions, on the same horizontal plane , or shifted more significantly by one-third or two-thirds of its length on the same horizontal plane in order to give a substantial backward inclination otherwise called "fruit" to a retaining wall or a "pyramid-like recess” »Stepped for such a wall or a bank or embankment protection structure.
  • This shift is made possible by the presence of the interlocking devices 8, 9 and more particularly of the multi-position interlocking device 8.
  • This device also allows an overhanging superposition thus constituting a bridge arch.
  • the lower face of the box comprises at least two multi-position interlocking devices, each composed of several female cavities distributed circularly around a central cavity centered in the vertical axis of each column .
  • box has side recesses notched, vertical and horizontal, allowing by juxtaposition of two boxes to form a formwork cavity for the effect of receiving the reinforced concrete structure for maintaining of the caissons between them and of the entire structure composed by all the caissons.
  • these recesses are preferably of rounded section rather than angular.
  • the vertical lateral recesses can be semi-frustoconical in order to ensure the continuity of the section of the vertical stiffeners in the event of a shift in the positioning of the boxes in superposition, in the horizontal plane, according to the possibilities offered by the devices. sockets placed on the underside of the box.
  • the indented vertical recesses of the vertical side walls may be of semi-frustoconical shape, the small section of which is located at the bottom of the wall and the large section is located at the top of the wall.
  • the lateral horizontal recesses allow, by juxtaposition of two boxes, to form a formwork cavity for the effect of receiving the horizontal structure of reinforced concrete holding the boxes between them and the assembly of the work composed by all the caissons.
  • these recesses are preferably rounded rather than angular.
  • the horizontal lateral recesses may be of extended shape in order to ensure the continuity of the section of the horizontal stiffeners in the event of a shift in the positioning of the boxes in superposition, in the horizontal plane, according to the possibilities offered by the interlocking devices placed on the underside of the box.
  • the horizontal recesses of the upper and lower horizontal edges are of rounded shape in a quarter-circle portion and that the upper horizontal recess is elongated, or in other words that the horizontal recess presents in section a flat portion on the side of the corresponding ridge extending by a portion in an arc of a circle towards the center of the box.
  • Another improvement provided by the method is that certain compartments of the box have devices for placing and maintaining additional walls which make it possible to choose and adjust the thickness of a shield or of a concrete shell intended to reinforce protection of the structure against road shocks or erosion caused by water, whether fluvial or maritime.
  • This shield or this shell can be composed of ordinary concrete or of aggregate concrete resulting from demolition.
  • the compartments located on a long face and a short face can be partially provided with crenellations symmetrically opposed to each other and two by two on the four internal faces of these compartments.
  • the interior partitions can serve simultaneously as a connection between the outer walls of the box and the columns placed in the central part, thus avoiding distortion phenomena when the box is handled by the lifting devices or when the structural concrete is poured into the vertical recesses formed by two recesses of each box placed vis-à-vis.
  • the vertical interior partitions of the compartments are arranged inside the box so as to connect the wall of each vertical indentation to a column, or to two columns for the central wall.
  • the upper part of the columns exceeds the height of the top of the internal partitions and the top of the walls of the horizontal recesses in order to allow the placement of different intermediate elements depending on the type of closure desired of the compartments and, at the same time, of the size of the desired alignment offset between two rows of superimposed boxes.
  • the upper parts of the vertical interior partitions, of the indented vertical recesses and of the high horizontal recesses may present a hollow relief for hooking and maintaining the spacers and compensators, or the covers.
  • the dimensions of the caisson must allow it to be associated, by juxtaposition in one direction or the other , with the other adjoining boxes.
  • the width of the box may be equal to two thirds of its length.
  • the caisson of the invention is particularly intended for the realization of civil engineering works such as the support, the embankment retention, the works of protection of river and sea banks, the crossing of watercourses, the containment and burial of possibly polluted and / or polluting materials.
  • the general embodiment of the structures comprising the caissons of the invention is similar to the majority of other systems by simple juxtaposition and superposition of the elements, placed by simple vertical interlocking, then by casting of the structural and connecting stiffeners , without it being useful to describe the various operations of realization of the structural parts in reinforced concrete which fall under studies and calculations by a design office according to the professional or normative rules in force for the concerned structure.
  • the filling of the compartments of the boxes can be carried out in whole or in part on the site of the work, or prior to its transport to the same site, closed or not by a cover depending on the nature and / or quality of the filling material.
  • the box 1 of the invention as illustrated by Figures 1 to 9 comprises:
  • each column 7 a multi-position interlocking device 8 located at the base of each column 7, preferably composed of several female cavities 13 distributed regularly and circularly around a central cavity 14 centered in the vertical axis of each column (7);
  • An interlocking device preferably formed of a female cavity 9 arranged at the top of each column, intended to receive a tenon 20 for guiding the positioning of a superimposed box 1;
  • the presence of the face walls, interior compartments, and vertical columns extending from the multi-position interlocking device to the interlocking device preferably composed of a female cavity 9 form the essential characteristics of the box of the invention allowing an arrangement offset in the longitudinal and / or transverse directions relative to the other caissons of the structure.
  • the width of the box (1) is equal to two thirds of the length of said box (1).
  • Removable partitions 25 illustrated in Figures 2, 7 and 16 consist of a plate of regular thickness extending between vertical walls and inserting between the crenellations 15 of the walls forming the compartments 2 concerned.
  • at least one interior compartment 2 located along a short face 5 and / or a long face 4 comprises on at least two of its opposite inner faces at least two crenellations 15 which are symmetrically arranged opposed to each other, extending parallel to the face 4, 5 along which the said interior compartment is located.
  • At least one interior corner compartment 2 which is located both along a short face 5 and a long face 4 and which is adjacent to the compartment interior 2 having at least two crenellations 15 on at least two of its opposite inner faces, comprises at least two crenellations 15 on each of its four inner faces, which crenellations 15) are symmetrically arranged two by two opposite each other.
  • crenellations described above receive removable partitions for a use described below.
  • An intermediate element 18 illustrated in Figure 10 consists of a one-piece body of elongated shape, of a thickness equal to that of the partitions 3, plane on its upper face and provided on its lower face with a relief in projection 26 conforming to the shape of the hollow relief 17 formed on the upper free edge of the wall 3.
  • This element can optionally be reinforced by a reinforcing bar.
  • a cover element 19 illustrated in Figure 5 and partially in Figure 1 1 consists of a plate of regular thickness extending and resting on the upper parts 16 or free upper edges of the interior partitions 3.3c and walls of vertical 6 and horizontal recesses 1 1, the periphery of the underside of which is provided with a protruding relief 27 for hooking and holding which fits into the recessed relief 17 of the elements 3, 3c, 6, 1 1 on which it is placed.
  • This element can optionally be reinforced by reinforcement.
  • a tenon element 20 illustrated in Figure 7 consists of a one-piece body of shape matching that of the female cavities 9, 13 and 14 of the interlocking devices 9, 8 and fitting into them, of a length substantially less than the sum of the heights (or thicknesses) of two cavities 9, 13,14 and of an intermediate element or cover 18, 19.
  • This element can optionally be reinforced by reinforcement.
  • Compensating elements 21, 22, 23 illustrated in FIG. 11 consist of a one-piece body of elongated shape conforming on its lower face to the shape of the horizontal recess 11, plane on its upper face, and of which the part refined 21a is provided, on the lower face, with a protruding relief 27 for hooking and maintaining which fits into the recessed relief 17 of the elements 3, 3c, 6, 11 on which it is placed.
  • the intermediate elements 18 and 19 as well as the compensating elements 21, 22 and 23 have a common height (or thickness) allowing alignment of their upper face in the horizontal plane when they are mounted on the box 1.
  • the constituent material of the boxes 1, as well as the other intermediate elements 18, 19 tenon 20 and compensators 21, 22 and 23, may in particular be a concrete of mineral aggregate.
  • the box is molded in a set of formwork including those delimiting the interior compartments are composed of several parts in order to easily unmold each part from each compartment.
  • the first row of boxes 1 can be placed on a bed of mortar, or on wedges, in order to compensate for any irregularities in the support and to wedge it without defect in horizontality or verticality.
  • Figure 14 illustrates an example of different positioning possibilities of the boxes 1, either on their long face 4 or on their short face 5, in order to constitute a structure with possible offsets in the alignment of its faces.
  • Figure 15 illustrates an example of reinforcement of the example of Figure 14, the frames of the posts or vertical stiffeners being previously placed in the recesses formed jointly by two notched recesses 6 facing one of the other, and the horizontal reinforcements then being placed in the horizontal recesses in indentation 1 1.
  • the tenons 20 are positioned in the cavities 9 of the columns 7 in order to facilitate the alignment or the offset of the chosen alignment.
  • the intermediate elements 18, 19 and the compensating elements 21, 22 or 23 are positioned on the upper parts 16 of the different walls as illustrated in Figures 5, 12, 13 and 17 to 24 and depending on whether the compartments 2 remain open or closed in the lower part and / or in the upper part.
  • the boxes 1 of the upper row can then be positioned on those of the lower row as illustrated in Figures 25 to 27.
  • the multi-position interlocking device of the box of the invention ensures a shift in the superposition of the boxes in a single longitudinal or transverse direction, or in both directions.
  • This offset can be smaller as illustrated in Figures 19, 21 and 23.
  • the structural concrete, between the caissons 1 is cast both in the vertical posts and in the horizontal stiffeners after a row of caissons 1 has completely closed the horizontal recess formed, between two superimposed caissons, by a recess January 1 in the lower part and a recess 12 in the upper part.
  • the upper part of the structure may or may not be closed depending on the intended use of the structure.
  • the covers 19 can simply close the compartments.
  • the construction element according to the invention is particularly intended for the realization of civil engineering works in retaining wall, in protection of banks, of watercourse crossings, in containment work or in burial more or less confined polluting materials.
  • structures can thus be composed to achieve in any dimension whatsoever but consistent with the structure to be carried out:

Abstract

L'invention concerne essentiellement un caisson (1) de forme parallélépipédique délimitée par des parois verticales périphériques longues (4) et courtes (5), lequel caisson (1) comporte des compartiments intérieurs (2) séparés des cloisons verticales (3, 3c), et au moins une colonne centrale intérieure (7) qui est placée à la jonction desdites cloisons intérieures (3 et 3c) et qui s'étend depuis un dispositif d'emboîtement multi-positions (8) situé en partie inférieure du caisson (1), jusqu'à un dispositif d'emboîtement (9) situé en partie supérieure dudit caisson (1). L'invention porte également sur un ouvrage de génie civil qui comporte au moins deux de tels caissons (1).

Description

Caisson empilable préfabriqué
[0001 ] La présente invention a pour objet d’apporter des perfectionnements à la construction de divers ouvrages de génie civil tels que les murs de soutènement, les protections de berges ou l’endiguement, au moyen de caissons empilables préfabriqués dont les compartiments sont destinés à recevoir un remplissage en matériaux divers et dont la rigidité globale de l’ouvrage est assurée par des raidisseurs verticaux et horizontaux en béton armé, conférant en même temps des avantages de confinement au produit placé dans les compartiments des caissons.
[0002] Les ouvrages de soutènement, murs en particulier, sont essentiellement réalisés à partir de différentes techniques telles que des murs massifs en pierre (depuis l’antiquité), des murs en béton armé, des préfabriqués par éléments transportables ou coulés sur place, des paniers en grillage métallique (gabions) remplis de pierre, des blocs de béton empilables pleins ou alvéolés selon plusieurs systèmes avec souvent des finitions faciales imitant la pierre ou d’autres matériaux, des éléments en béton préfabriqués et empilables pour des réalisations de jardinières et de murs végétalisés, ou des blocs à bancher pour des ouvrages de dimensions réduites.
[0003] Les murs massifs, les éléments et les blocs de béton préfabriqués destinés à la réalisation de murs de soutènement constituent la majeure partie de l’ensemble de l’ouvrage tant dans la face de parement que dans la partie structurelle, mais sont dissociés de la partie drainante et de la première partie du remblai
[0004] Lors de phénomènes climatiques ou géologiques violents, ces éléments, qui sont peu ou pas du tout liaisonnés entre eux, peuvent se dissocier très rapidement, entraînant des dommages importants, voire la ruine de tout ou partie de l’ouvrage.
[0005] Les gabions ont de très bonnes qualités à laisser passer les eaux de ruissellement et absorbent correctement, de par leur flexibilité, des variations du terrain sur lequel ils sont placés.
[0006] Cependant, de par la faible résistance mécanique de ces paniers et de l’empierrement intérieur, l’ouvrage peut se déformer considérablement lors de variations importantes du terrain le supportant et là aussi, aboutir à une dégradation importante de la structure de l’ouvrage.
[0007] Certains ouvrages de culées de ponts ou de retenues de remblais sous des voies de circulation routière et ferroviaire sont réalisés avec des techniques mixtes de parement en éléments de béton préfabriqués et de remblai en terre armée.
[0008] Les ouvrages d’endiguement ou de retenues de berges fluviales ou maritimes sont également réalisés avec ces techniques mixtes, ou par des enrochements déversés en vrac ou placés à la pelle mécanique, parfois liaisonnés par un béton de remplissage coulé dans les cavités pour constituer la carapace de l’ouvrage.
[0009] Le coût d’extraction de ces roches, leur transport et leur mise en place n’est pas négligeable, tout autant que leur impact environnemental.
[0010] Certains ouvrages sont également réalisés en béton banché coulé sur place selon les possibilités et les contraintes de niveaux des eaux.
[001 1 ] Là encore, ces ouvrages se détériorent brutalement soit par des aléas climatiques exceptionnels et très violents, ou lentement, soit par des phénomènes d’affaiblissement des renforts de l’ouvrage dus à la corrosion des armatures du béton armé qui le compose, soit par des circonstances qui, avec le temps, déstabilisent ou fracturent l’ouvrage dans sa globalité, le rendant plus vulnérable aux prochains assauts climatiques.
[0012] Une fois la carapace ou le bouclier de l’ouvrage endommagé, l’eau érode rapidement le remblai qu’emporte alors le fleuve ou la mer.
[0013] La réparation de ces ouvrages s’avère coûteuse et délicate, en plus des coûts associés aux dégâts provoqués à l’arrière sur les autres ouvrages qu’ils étaient censés protéger.
[0014] A l’exception des blocs à bancher et d’autres éléments préfabriqués manu- portables, la quasi-totalité de ces ouvrages est réalisée avec des moyens de coffrages classiques comme les banches, des parois préfabriquées plus ou moins massives, ou un système de type « terre armée » consistant à intégrer par couches dans le remblai des armatures de type treillis soudé accrochées à un élément de façade ;. [0015] Par ailleurs, le choix des remblais est souvent fait en rapport avec les qualités mécaniques de celui-ci et de la proximité géographique du chantier pour des raisons de coût d’acheminement.
[0016] Les possibilités d’enfouissement de remblais ou de matériaux quelconque pollués sont peu retenues du fait que les techniques exposées plus haut ne conviennent pas au confinement plus ou moins nécessaire à l’utilisation de ces matériaux en remblai, alors que leur coût de traitement ou d’enfouissement spécifique est non-négligeable.
[0017] Les possibilités d’utilisations multiples d’un même produit sont très limitées par la conception même des produits existants qui se limite à un usage spécifique, voire à deux usages.
[0018] Pour pallier aux différents inconvénients évoqués ci-dessus, l’invention a pour objet de proposer un produit préfabriqué apte à réaliser un ouvrage stable et de différentes conformations . L’invention a également pour objet de proposer un produit préfabriqué très peu sensible à l’érosion, aux ruissellements de pluies torrentielles, aux crues, aux effets de houle déferlante, pour la réalisation de différents ouvrages : murs de soutènement, franchissement ou retenue de cours d’eau, protection des berges fluviales et maritimes, murs végétalisés, jardinières, etc... . Les caractéristiques ducaisson compartimenté préfabriqué de l’invention apportent à la fois une grande simplicité dans sa mise en œuvre et permettent, par composition d’assemblage, de réaliser des ouvrages de grandes dimensions avec le même élément qui s’empile et se liaisonne solidement, en permettant également l’enfouissement de produits plus ou moins pollués, dans ces ouvrages.
[0019] Comme tout élément préfabriqué, ce caisson facilite la réalisation d’ouvrage en présence d’eau en évitant les phases de coffrage, ferraillage, coulage, décoffrage, séchage in situ ainsi que la majeure partie des risques inhérents aux éboulements et/ou montées des eaux tant fluviales que maritimes.
[0020] Dans ce contexte, l’invention vise en premier lieu un caisson de forme parallélépipédique délimitée par des parois verticales périphériques longues et courtes, lequel caisson comporte des compartiments intérieurs séparés des cloisons verticales, et au moins une colonne centrale intérieure qui est placée à la jonction desdites cloisons intérieures (3 et 3c) et qui s’étend depuis un dispositif d’emboîtement multi-positions (8) situé en partie inférieure du caisson (1 ), jusqu’à un dispositif d’emboîtement (9) situé en partie supérieure dudit caisson (1 ).
[0021 ] Les dispositifs d’emboitement confèrent au caisson de l’invention, et à l’ouvrage réalisé à partir d’un empilement de tels caissons, une grande modularité dans la forme des ouvrages puisque les caissons juxtaposés et superposés pourront être décalées entre eux. En outre, la possibilité d’un tel décalage assure également la stabilité de l’ouvrage, notamment par la possibilité de réaliser une sensible inclinaison vers l’arrière de l’ouvrage ou d’une partie de l’ouvrage, cette inclinaison étant également dénommée « fruit » dans le domaine.
[0022] L’élément à bancher de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- les parois verticales périphériques longues et courtes dudit caisson comportent des évidements verticaux en échancrure ouverts vers l’extérieur, et les arêtes horizontales supérieures et inférieures dudit caisson comportent des évidements horizontaux ouverts vers l’extérieur.
La combinaison des dispositifs d’emboitement précités et des évidements permettent d’assurer efficacement et simplement le ferraillage de l’ouvrage, y compris lorsque les caissons sont décalés entre eux.
- les évidements verticaux sont disposés à intervalles réguliers.
- les évidements verticaux sont de forme demi-tronconique dont la petite section est située en partie inférieure du caisson et la plus grande section est située en partie supérieure dudit caisson.
- les évidements horizontaux situés au niveau des arêtes horizontales supérieures et inférieures du caisson présentent en section une portion en arc de cercle, et l’évidement horizontal situé au niveau de l’arête supérieure du caisson présente en section une portion plane du côté de l’arête correspondante se prolongeant par ladite portion en arc de cercle. les dispositifs d’emboitement sont de type femelle. - le dispositif d’emboîtement multi-positions est composé d’une pluralité de cavités femelles réparties circulairement autour d’une cavité centrale centrée sur l’axe vertical de la colonne considérée.
- le caisson comporte au moins deux dispositifs d’emboîtement multi-positions.
- au moins un compartiment intérieur situé le long d’une face courte et/ou d’une face longue comporte sur au moins deux de ses faces intérieures opposées au moins deux crénelures qui sont symétriquement disposées opposées entre elles en s’étendant parallèlement à la face le long de laquelle est situé ledit compartiment intérieur.
- au moins un compartiment intérieur d’angle qui est situé à la fois le long d’une face courte et d’une face longue et qui est adjacent au compartiment intérieur présentant au moins deux crénelures sur au moins deux de ses faces intérieures opposées, comporte au moins deux crénelures sur chacune de ses quatre faces intérieures, lesquelles crénelures sont symétriquement disposées deux à deux opposées entre elles.
- chaque cloison intérieure s’étend soit entre deux colonnes centrales, soit depuis une colonne centrale jusqu’à un évidement vertical en échancrure.
- les bords supérieurs extrémaux des cloisons intérieures verticales, des évidements verticaux en échancrure et des évidements horizontaux situés au niveau de l’arête supérieure du caisson présentent un relief en creux apte à former moyen d’accrochage et de maintien de pièces intercalaires et compensateurs ou de couvercles.
- le caisson comporte un dispositif de levage et de manutention situé au niveau du dispositif d’emboitement situé en partie supérieure du caisson.
- le dispositif d’emboitement est de type femelle, et le dispositif de levage et de manutention est logé au fond de la cavité formée par le dispositif d’emboitement. la largeur du caisson est égale aux deux tiers de sa longueur. [0023] L’invention porte enfin sur un ouvrage de génie civil caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux caissons (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[0024] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
[0025] La figure 1 représente le caisson 1 de l’invention vu de dessus ;
[0026] La figure 2 représente le caisson 1 de la figure 1 en coupe longitudinale ;
[0027] La figure 3 représente le caisson 1 de la figure 1 vu de dessous et illustré sans fond;
[0028] La figure 4 représente le caisson 1 de la figure 1 vu de dessous et illustré avec un fond;
[0029] La figure 5 représente le caisson 1 de la figure 1 vu de dessus et illustré avec des couvercles pour chacun des compartiments 2 dudit caisson 1 ;
[0030] La figure 6 représente le caisson 1 de la figure 1 selon la coupe verticale AA ;
[0031 ] La figure 7 représente le caisson 1 de la figure 1 selon la coupe verticale BB ;
[0032] La figure 8 représente le caisson 1 de la figure 1 vu de coté selon l’une de ses faces longitudinales ;
[0033] La figure 9 représente le caisson 1 de la figure 1 vu de coté selon l’une de ses faces transversales ;
[0034] La figure 10 est une vue agrandie de la partie supérieure de la paroi d’un compartiment du caisson de l’invention, laquelle partie supérieure est surmontée d’un élément intercalaire ;
[0035] La figure 11 est une autre vue agrandie de la partie supérieure de la paroi d’un compartiment du caisson de l’invention, laquelle partie supérieure est surmontée d’éléments intercalaires et compensateurs ;
[0036] La figure 12 représente en coupe les détails de superposition alignée des caissons 1 de l’invention formant l’ouvrage de génie civil de l’invention, illustrée sans fond à gauche et avec fond à droite ; [0037] La figure 13 représente en coupe les détails de superposition décalée des caissons 1 de l’invention formant l’ouvrage de génie civil de l’invention, sans fond à gauche et avec fond à droite ;
[0038] La figure 14 représente un exemple de juxtaposition des caissons 1 de l’invention vu de dessus;
[0039] La figure 15 représente un exemple de ferraillage de la juxtaposition de caissons de la figure 14 ;
[0040] La figure 16 représente un exemple de juxtaposition des caissons 1 de l’invention vu de dessus, dans certains desquels caissons sont ménagées des parois amovibles intérieures selon différents positionnements, du béton étant coulé dans certaines parties des caissons ;
[0041 ] La figure 17 représente un exemple de juxtaposition et de superposition alignée de caissons 1 de l’invention vu de coté ;
[0042] La figure 18 représente un exemple de ferraillage partiel de la juxtaposition et de superposition alignée de caissons 1 de l’invention de la figure 17 ;
[0043] La figure 19 représente un premier exemple de juxtaposition et de superposition décalée de caissons 1 de l’invention vu de coté ;
[0044] La figure 20 représente un exemple de ferraillage partiel de la juxtaposition et de superposition alignée de caissons 1 de l’invention de la figure 19 ;
[0045] La figure 21 représente un second exemple de juxtaposition et de superposition décalée de caissons 1 de l’invention vu de coté ;
[0046] La figure 22 représente un exemple de ferraillage partiel de la juxtaposition et de superposition alignée de caissons 1 de l’invention de la figure 21 ;
[0047] La figure 23 représente un troisième exemple de juxtaposition et de superposition décalée de caissons 1 de l’invention vu de coté ;
[0048] La figure 24 représente un exemple de ferraillage partiel de la juxtaposition et de superposition alignée de caissons 1 de l’invention de la figure 23 ; [0049] La figure 25 représente en vue de dessus un exemple de superposition décalée des caissons 1 de l’invention dans deux sens (longitudinal et transversal) et sur trois rangs;
[0050] La figure 26 représente en vue de dessus un deuxième exemple de superposition décalée des caissons 1 de l’invention, dans un sens et sur trois rangs;
[0051 ] La figure 27 représente un troisième exemple de superposition décalée des caissons 1 de l’invention, dans un sens et sur trois rangs,;
[0052] La figure 28 représente en vue de face trois exemples d’assemblage de caissons 1 de l’invention pour des ouvrages simples de retenues et de passage d’eau ;
[0053] La figure 29 représente en vue de face un autre exemple d’assemblage de caissons 1 de l’invention pour un ouvrage simple de pont avec piliers ; et
[0054] La figure 30 représente en vue de face un autre exemple d’assemblage de caissons 1 de l’invention pour un ouvrage de pont sans pilier central.
[0055] Outre la solidité de l’ouvrage, sa simplicité de sa mise en oeuvre, la réalisation de d’ouvrages de grandes dimensions avec le même caisson, et la simplicité de réalisation de l’ouvrage en présence d’eau évoqués précédemment, la structure du caisson de l’invention, en particulier ses compartiments, assure un coulage rapide , des éléments de renforts en béton, armé ou non, dans le caisson sans coffrages additionnels, entre deux marées par exemple.
[0056] Les compartiments peuvent être ouverts ou fermés en partie inférieure selon la destination d’usage.
[0057] Par ailleurs, le rapport des dimensions (longueur/largeur) du caisson permet de positionner les caissons d’un ouvrage dans le même plan, soit dans un même sens d’alignement, soit avec un décalage d’alignement dans ce même sens, soit en quinconce (damier).
[0058] Grâce à un dispositif d’emboîtement offrant plusieurs possibilités de positions, le décalage d’alignement de chaque rang supérieur de caissons peut être faible ou plus important. [0059] Les caissons peuvent être positionnés, pour des ouvrages simples, avec leur paroi longue en façade de l’ouvrage à réaliser, offrant ainsi deux compartiments minimum à remplir en profondeur ou, avec leur paroi courte en façade de l’ouvrage à réaliser, trois compartiments minimum à remplir en profondeur.
[0060] A titre d’exemple, les compartiments des caissons placés en façade de l’ouvrage peuvent être remplis de béton afin de constituer un bouclier ou une carapace, et les compartiments situés à l’arrière peuvent être remplis de matériaux drainants ou de remblai.
[0061 ] Des dispositifs particuliers placés dans certains compartiments et décrits plus loin permettent de régler l’épaisseur de ce bouclier ou de cette carapace.
[0062] Un ouvrage massif de grande dimension, tel qu’un ouvrage de protection de berges fluviales ou maritimes, pourra être facilement constitué par plusieurs caissons juxtaposés les uns derrière les autres, décalés ou non à chaque rang supérieur.
[0063] La disposition et la forme des raidisseurs en béton armé, tant verticaux qu’horizontaux, permet, après coulage de ceux-ci, d’assurer à la fois un maintien solidaire des caissons entre eux autant qu’un confinement total, façon « sarcophage », des matériaux placés dans les compartiments dans quelque configuration de décalage des rangs que ce soit.
[0064] Ces raidisseurs verticaux et horizontaux assurent en outre une rigidité complète à l’ouvrage et empêchent l’arrachement, par quelque raison accidentelle que ce soit, d’un caisson de l’ensemble de l’ouvrage ou la dislocation partielle ou totale de cet ouvrage lors de phénomènes accidentels ou climatiques exceptionnels et violents.
[0065] Ainsi, dans une configuration préférée, le caisson est de forme parallélépipédique, muni de compartiments intérieurs séparés par des cloisons verticales, dont les parois verticales périphériques longues et courtes comportent des évidements verticaux en échancrure ouverts vers l’extérieur et disposés à intervalles réguliers, des colonnes centrales intérieures placées à la jonction des cloisons intérieures et reliant une combinaison de dispositifs d’emboîtement femelles multi- positions, en partie inférieure, à un dispositif d’emboîtement femelle, en partie supérieure, comportant lui-même un dispositif de levage et de manutention, et sur ses arêtes horizontales supérieures et inférieures des évidements horizontaux ouverts vers l’extérieur.
[0066] Un perfectionnement apporté par le procédé est que le caisson peut se positionner par superposition soit à l’aplomb exact du caisson inférieur, soit légèrement décalé dans une seule direction, ou simultanément dans deux directions longitudinales et transversales, sur le même plan horizontal, ou décalé de manière plus importante d’un tiers ou de deux tiers de sa longueur sur le même plan horizontal afin de donner une sensible inclinaison vers l’arrière autrement dénommé du « fruit » à une paroi de soutènement ou un retrait façon « pyramide » en escalier pour un tel mur ou un ouvrage de protection de berges ou d’endiguement. Ce décalage est rendu possible par la présence des dispositifs d’emboitement 8,9 et plus particulièrement du dispositif d’emboitement multi-positions 8.
[0067] Ce dispositif permet également une superposition en surplomb constituant ainsi une arche de pont.
[0068] Ainsi, selon une autre caractéristique, la face inférieure du caisson comporte au moins deux dispositifs d’emboîtement multi-positions, chacun composé de plusieurs cavités femelles réparties circulairement autour d’une cavité centrale centrée dans l’axe vertical de chaque colonne.
[0069] Un autre perfectionnement apporté par le procédé est que le caisson possède des évidements latéraux en échancrure, verticaux et horizontaux, permettant par juxtaposition de deux caissons de former une cavité de coffrage à l’effet de recevoir la structure en béton armé de maintien des caissons entre eux et de l’ensemble de l’ouvrage composé par tous les caissons.
[0070] Afin de faciliter l’écoulement du béton, ces évidements sont de préférence de section arrondie plutôt qu’angulaire.
[0071 ] Ainsi les évidements latéraux verticaux peuvent être de forme demi- tronconique afin d’assurer la continuité de la section des raidisseurs verticaux en cas de décalage du positionnement des caissons en superposition, dans le plan horizontal, selon les possibilités offertes par les dispositifs d’emboîtements placés en sous-face du caisson. [0072] Ainsi, selon une autre caractéristique, les évidements verticaux en échancrure des parois verticales latérales peuvent être de forme demi-tronconique dont la petite section est située en bas de la paroi et la grande section est située en haut de la paroi.
[0073] De la même manière, les évidements horizontaux latéraux permettent, par juxtaposition de deux caissons, de former une cavité de coffrage à l’effet de recevoir la structure horizontale en béton armé de maintien des caissons entre eux et de l’ensemble de l’ouvrage composé par tous les caissons.
[0074] Afin de faciliter l’écoulement du béton, ces évidements sont de préférence de forme arrondie plutôt qu’angulaire.
[0075] Les évidements latéraux horizontaux peuvent être de forme étendue afin d’assurer la continuité de la section des raidisseurs horizontaux en cas de décalage du positionnement des caissons en superposition, dans le plan horizontal, selon les possibilités offertes par les dispositifs d’emboîtements placés en sous-face du caisson.
[0076] Ainsi, selon une autre caractéristique, les évidements horizontaux des arêtes horizontales supérieures et inférieures sont de forme arrondie en portion de quart de cercle et que l’évidement horizontal supérieur est allongé, ou autrement dit que l’évidement horizontal présente en section une portion plane du côté de l’arête correspondante se prolongeant par une portion en arc de cercle vers le centre du caisson.
[0077] Un autre perfectionnement apporté par le procédé est que certains compartiments du caisson possèdent des dispositifs de placement et de maintien de parois additionnelles qui permettent de choisir et régler l’épaisseur d’un bouclier ou d’une carapace en béton destiné à renforcer la protection de l’ouvrage aux chocs routiers ou à l’érosion causée par les eaux qu’elles soient fluviales ou maritimes.
[0078] Ce bouclier ou cette carapace peut être composé de béton ordinaire ou de béton de granulats issus de démolition.
[0079] Ainsi, selon une autre caractéristique, les compartiments situés sur une face longue et une face courte peuvent être partiellement munis de crénelures symétriquement opposées entre elles et deux par deux sur les quatre faces internes de ces compartiments. [0080] Afin de rigidifier, de compartimenter pleinement le caisson et de pouvoir remplir les compartiments avec différents matériaux : béton, remblai propre ou pollué, matériau drainant, etc... ., sans que ceux-ci ne se mélangent, les cloisons intérieures peuvent servir concomitamment de liaison entre les parois externes du caisson et les colonnes placées en partie centrale évitant ainsi des phénomènes de distorsion lors de la manipulation du caisson par les engins de levage ou lors du coulage du béton de structure dans les évidements verticaux formés par deux évidements de chaque caisson placés en vis-à-vis.
[0081 ] Ainsi, selon une autre caractéristique, les cloisons intérieures verticales des compartiments sont disposées à l’intérieur du caisson de manière à relier la paroi de chaque évidement vertical en échancrure à une colonne, ou à deux colonnes pour la paroi centrale.
[0082] La partie haute des colonnes dépasse la hauteur du haut des cloisons internes et du haut des parois des évidements horizontaux afin de permettre le placement d’éléments intercalaires différents en fonction du type de fermeture souhaitée des compartiments et, en même temps, de l’importance du décalage d’alignement souhaité entre deux rangs de caissons superposés.
[0083] Ces éléments compensateurs doivent assurer la fermeture des évidements horizontaux destinés à recevoir le béton de ces raidisseurs afin d’éviter l’écoulement du béton dans les compartiments.
[0084] Ces éléments doivent être maintenus dans leur position sans précautions particulières.
[0085] Pareillement, afin d’assurer la fermeture complète des compartiments ou du caisson, en cas de nécessité, et le caisson ayant été préalablement réalisé avec un fond en partie basse, des couvercles qui peuvent être placés en partie haute doivent être maintenus dans leur position, sans précautions particulières, par le même dispositif.
[0086] Ainsi, selon une autre caractéristique, les parties hautes des cloisons intérieures verticales, des évidements verticaux en échancrure et des évidements horizontaux hauts peuvent présenter un relief en creux d’accrochage et de maintien des pièces intercalaires et compensateurs, ou des couvercles. [0087] Afin de permettre de multiples possibilités de décalages dans l’alignement des ouvrages à réaliser par différents positionnements des caissons sur un même plan, les dimensions du caisson doivent permettre de l’associer, par juxtaposition dans un sens ou dans l’autre, avec les autres caissons accolés.
[0088] Ainsi, selon une autre caractéristique, la largeur du caisson peut être égale aux deux tiers de sa longueur.
[0089] Le caisson de l’invention est particulièrement destiné à la réalisation d’ouvrages de génie civil tels que le soutènement, la retenue de remblais, les ouvrages de protection de berges fluviales et maritimes, le franchissement de cours d’eau, l’endiguement et l’enfouissement de matériaux éventuellement pollués et/ou polluants.
[0090] Le mode général de réalisation des ouvrages comportant les caissons de l’invention est similaire à la majorité d’autres systèmes par simple juxtaposition et superposition des éléments, posés par simple emboîtement vertical, puis par coulage des raidisseurs de structure et de liaison, sans qu’il soit utile de décrire les différentes opérations de réalisation des parties structurelles en béton armé qui relèvent des études et des calculs par un bureau d’études selon les règles professionnelles ou normatives en vigueur pour l’ouvrage concerné.
[0091 ] Le remplissage des compartiments des caissons peut être réalisé en tout ou partie sur le site de réalisation de l’ouvrage, ou préalablement à son transport sur le même site, fermé ou non par un couvercle selon la nature et/ou la qualité du matériau de remplissage.
[0092] Le caisson de l’invention et l’ouvrage de génie civil de l’invention sont décrits en détail en référence aux figures annexées.
[0093] Le caisson 1 de l’invention tel qu’illustré par les figures 1 à 9 comporte :
- deux parois faciales longues opposées, 4dites longitudinales, parallèles entre elles et séparées par deux parois faciales courtes 5, dites transversales, parallèles entre elles et disposées perpendiculairement à chaque extrémité des parois faciales longues 4, l’ensemble formant un rectangle ; - des évidements verticaux en échancrure 6 de forme demi-tronconique ouverts vers l’extérieur du caisson 1 et disposés à intervalles réguliers sur ses faces extérieures et sur ses arêtes verticales ;
- des compartiments intérieurs 2 séparés par des cloisons intérieures verticales 3 et 3c ;
- des colonnes verticales 7 situées à la jonction des cloisons intérieures 3, 3c ;
- un dispositif d’emboîtement multi-positions 8 situé à la base de chaque colonne 7, préférentiellement composé de plusieurs cavités femelles 13 réparties régulièrement et circulairement autour d’une cavité centrale 14 centrée dans l’axe vertical de chaque colonne (7) ;
- un dispositif d’emboîtement préférentiellement formée d’une cavité femelle 9 disposée en partie haute de chaque colonne, destinée à recevoir un tenon 20 de guidage du positionnement d’un caisson 1 superposé ;
- un dispositif de levage et de manutention 10 placé au fond de chaque cavité 9 ;
- des évidements horizontaux 1 1 , 12 ouverts vers l’extérieur du caisson 1 et disposés sur ses arêtes horizontales hautes et basses ;
- éventuellement un fond (24).
[0094] La présence des parois faciales, des compartiments intérieurs, et des colonnes verticales s’étendant depuis le dispositif d’emboîtement multi-positions jusqu’au dispositif d’emboitement préférentiellement composé d’une cavité femelle 9 forment les caractéristiques essentielles du caisson de l’invention lui permettant un agencement décalé selon les directions longitudinales et/ou transversales par rapport aux autres caissons de l’ouvrage.
[0095] Afin de multiplier et faciliter les possibilités d’assemblages des caissons entre eux, la largeur du caisson (1 ) est égale aux deux tiers de la longueur dudit caisson (1 ).
[0096] Des cloisons amovibles 25 illustrées sur les figures 2, 7 et 16 sont constituées d’une plaque d’épaisseur régulière s’étendant entre des parois verticales et s’insérant entre les crénelures 15 des parois formant les compartiments 2 concernés. [0097] Concernant les crénelures, au moins un compartiment intérieur 2 situé le long d’une face courte 5 et/ou d’une face longue 4 comporte sur au moins deux de ses faces intérieures opposées au moins deux crénelures 15 qui sont symétriquement disposées opposées entre elles en s’étendant parallèlement à la face 4,5 le long de laquelle est situé ledit compartiment intérieur.
[0098] Comme visible par exemple sur les figures 1 et 2, au moins un compartiment intérieur d’angle 2 qui est situé à la fois le long d’une face courte 5 et d’une face longue 4 et qui est adjacent au compartiment intérieur 2 présentant au moins deux crénelures 15 sur au moins deux de ses faces intérieures opposées, comporte au moins deux crénelures 15 sur chacune de ses quatre faces intérieures, lesquelles crénelures 15)sont symétriquement disposées deux à deux opposées entre elles.
[0099] Les crénelures précédemment décrites reçoivent les cloisons amovibles pour une utilisation décrite plus loin.
[00100] Tous ces éléments peuvent être éventuellement renforcés par un ferraillage.
[00101 ] Un élément intercalaire 18 illustré sur la figure 10 est constitué d’un corps monobloc de forme allongée, d’une épaisseur égale à celle des cloisons 3, plan sur sa face supérieure et muni sur sa face inférieure d’un relief en saillie 26 épousant la forme du relief en creux 17 ménagé sur le bord libre supérieur de la paroi 3.
[00102] Cet élément peut être éventuellement renforcé par un fer à béton.
[00103] Un élément couvercle 19 illustré sur la figure 5 et partiellement sur la figure 1 1 est constitué d’une plaque d’épaisseur régulière s’étendant et reposant sur les parties hautes 16 ou bords supérieurs libres des cloisons intérieures 3,3c et des parois des évidements verticaux 6 et horizontaux 1 1 , dont la périphérie de la face inférieure est munie d’un relief en saillie 27 d’accrochage et de maintien s’emboîtant dans le relief en creux 17 des éléments 3, 3c, 6,1 1 sur lesquels elle est posée.
[00104] Cet élément peut être éventuellement renforcé par un ferraillage.
[00105] Cet élément peut être scellé, voire fixé mécaniquement, selon la destination d’usage du caisson. [00106] Un élément tenon 20 illustré sur la figure 7 est constitué d’un corps monobloc de forme épousant celle des cavités femelles 9, 13 et 14 des dispositifs d’emboitement 9,8 et s’emboîtant dans celles-ci, d’une longueur sensiblement inférieure à la somme des hauteurs (ou épaisseurs) de deux cavités 9, 13,14 et d’un élément intercalaire ou couvercle 18, 19.
[00107] Cet élément peut être éventuellement renforcé par un ferraillage.
[00108] Des éléments compensateurs 21 , 22, 23 illustrés sur la figure 11 sont constitués d’un corps monobloc de forme allongée épousant sur sa face inférieure la forme de l’évidement horizontal 11 , plan sur sa face supérieure, et dont la partie affinée 21a est munie, en face inférieure, d’un relief en saillie 27 d’accrochage et de maintien s’emboîtant dans le relief en creux 17 des éléments 3, 3c, 6, 11 sur lesquels il est posé.
[00109] Ces éléments peuvent être éventuellement renforcés par un ferraillage.
[00110] Les éléments intercalaires 18 et 19 ainsi que les éléments compensateurs 21 , 22 et 23 présentent une hauteur (ou épaisseur) commune permettant un alignement de leur face supérieure dans le plan horizontal lorsqu’ils sont montés sur le caisson 1.
[00111 ] Le matériau constitutif des caissons 1 , ainsi que des autres éléments intercalaires 18, 19 tenon 20 et compensateurs 21 , 22 et 23, peut être en particulier un béton de granulat minéral.
[00112] Le caisson est moulé dans un ensemble de coffrage dont ceux délimitant les compartiments intérieurs sont composés par plusieurs pièces afin de démouler aisément chaque pièce de chaque compartiment.
[00113] Le principe d’assemblage d’un ouvrage de génie civil de l’invention est décrit ci-après.
[00114] On procède à la mise en place des caissons 1 sur une fondation ou un radier dans lesquels les cages d'armatures des poteaux ou des raidisseurs verticaux ont été préalablement laissés en attente s’il s’agît d’un ouvrage à structure en béton arme. [001 15] Le premier rang des caissons 1 peut être posé sur un lit de mortier, ou sur des cales, afin de compenser les éventuelles irrégularités du support et de le caler sans défaut d’horizontalité ni de verticalité.
[001 16] Les caissons se juxtaposent sur un même rang en plaçant les évidements en échancrure 6 en vis-à-vis de ceux du caisson adjacent 1 .
[001 17] La figure 14 illustre un exemple de différentes possibilités de positionnement des caissons 1 , soit sur leur face longue 4 soit sur leur face courte 5, afin de constituer un ouvrage avec d’éventuels décalages dans l’alignement de ses faces.
[001 18] La figure 15 illustre un exemple de ferraillage de l’exemple de la figure 14, les armatures des poteaux ou raidisseurs verticaux étant préalablement placées dans les évidements formés conjointement par deux évidements en échancrure 6 en regard l’une de l’autre, et les armatures horizontales étant ensuite placées dans les évidements horizontaux en échancrure 1 1 .
[001 19] Les tenons 20 (figure 7) sont positionnés dans les cavités 9 des colonnes 7 afin de faciliter l’alignement ou le décalage d’alignement choisi.
[00120] Les éléments intercalaires 18, 19 et les éléments compensateurs 21 , 22 ou 23 (figures 10 et 1 1 ) sont positionnés sur les parties hautes 16 des différentes parois tel qu’illustré sur les figures 5, 12, 13 et 17 à 24 et selon que l’on ait choisi que les compartiments 2 restent ouverts ou fermés en partie basse et/ou en partie haute.
[00121 ] L’éventuel béton de remplissage formant bouclier ou carapace sur une ou des faces de l’ouvrage, tel qu’illustré à titre d’exemple par la figure 16, est coulé dans les parties concernées avant recouvrement par un autre caisson du rang supérieur. Le coulage est réalisé au niveau des faces longue 4 ou courte 5 grâce à l’agencement des cloisons amovibles 25 pour renforcer l’ouvrage, comme précédemment décrit.
[00122] Les caissons 1 du rang supérieur peuvent alors être positionnés sur ceux du rang inférieur tel qu’illustré sur les figures 25 à 27.
[00123] Comme illustré sur les figures 13, 19 à 27 et 29,30, le dispositif d’emboitement multi-positions du caisson de l’invention permet d’assurer un décalage dans la superposition des caissons dans un seul sens longitudinal ou transversal, ou dans les deux sens. Ce décalage peut être plus moins important comme illustré sur les figures 19,21 et 23. Les évidements horizontaux 1 1 ,2 et les évidements verticaux 6, en particulier lorsque ces derniers sont de forme tronconique, permettent de réaliser le ferraillage des caissons décalés comme illustré sur les figures 20,22 et 24.
[00124] Le béton de structure, entre les caissons 1 est coulé tant dans les poteaux verticaux que dans les raidisseurs horizontaux après qu’un rang de caissons 1 soit venu fermer totalement l’évidement horizontal constitué, entre deux caissons superposés, par un évidement 1 1 en partie basse et un évidement 12 en partie haute.
[00125] La partie supérieure de l’ouvrage peut être fermée ou non selon les destinations d’usages de l’ouvrage.
[00126] Ainsi, selon une destination de l’ouvrage à usage de mur de soutènement terminé en partie haute par des plantations, les compartiments resteront ouverts en partie haute afin de planter des végétaux y compris des arbres.
[00127] En cas d’une destination ordinaire de l’ouvrage sans surcharge de circulation, les couvercles 19 pourront simplement fermer les compartiments.
[00128] En cas d’une destination de l’ouvrage à usage de circulation piétonne ou routière, une dalle, un radier ou un remblai de corps de chaussée pourront venir recouvrir les compartiments.
[00129] L’élément de construction selon l’invention est particulièrement destiné à la réalisation d’ouvrages de génie civil en mur de soutènement, en protection de berges, de passages de cours d’eau, en travaux d’endiguement ou en enfouissement de matériaux polluants plus ou moins confinés.
[00130] A titre d’exemples non-limitatifs des ouvrages peuvent ainsi être composés pour réaliser dans quelque dimension que ce soit mais cohérente avec l’ouvrage à réaliser :
- des murs de soutènement importants en béton armé ; des murs de soutènement végétalisés, en escalier ; des ouvrages de protection de berges fluviales et maritimes ; des ouvrages de retenues d’eau ;
- des ouvrages de passage de rivières : gués ou ponts ;
- des digues ;
des sarcophages de produits pollués.

Claims

Revendications
1 . Caisson (1 ) de forme parallélépipédique délimitée par des parois verticales périphériques longues (4) et courtes (5), lequel caisson (1 ) comporte des compartiments intérieurs (2) séparés des cloisons verticales (3, 3c), et au moins une colonne centrale intérieure (7) qui est placée à la jonction desdites cloisons intérieures (3 et 3c) et qui s’étend depuis un dispositif d’emboîtement multi-positions (8) situé en partie inférieure du caisson (1 ), jusqu’à un dispositif d’emboîtement (9) situé en partie supérieure dudit caisson (1 ).
2. Caisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les parois verticales périphériques longues (4) et courtes (5) dudit caisson (1 ) comportent des évidements verticaux en échancrure (6) ouverts vers l’extérieur, et en ce que les arêtes horizontales supérieures et inférieures dudit caisson (1 ) comportent des évidements horizontaux (1 1 , 12) ouverts vers l’extérieur.
3. Caisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les évidements verticaux (6) sont disposés à intervalles réguliers.
4. Caisson selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les évidements verticaux (6) sont de forme demi-tronconique dont la petite section est située en partie inférieure du caisson (1 ) et la plus grande section est située en partie supérieure dudit caisson (1 ).
5. Caisson selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les évidements horizontaux (1 1 , 12) situés au niveau des arêtes horizontales supérieures et inférieures du caisson présentent en section une portion en arc de cercle, et en ce que l’évidement horizontal (1 1 ) situé au niveau de l’arête supérieure du caisson présente en section une portion plane du côté de l’arête correspondante se prolongeant par ladite portion en arc de cercle.
6. Caisson, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dispositifs d’emboitement (8,9) sont de type femelle.
7. Caisson selon la revendication précédente caractérisé en ce que le dispositif d’emboîtement multi-positions (8) est composé d’une pluralité de cavités femelles (13) réparties circulairement autour d’une cavité centrale (14) centrée sur l’axe vertical de la colonne considérée (7).
8. Caisson selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux dispositifs d’emboîtement multi-positions (8).
9. Caisson selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un compartiment intérieur (2) situé le long d’une face courte (5) et/ou d’une face longue (4) comporte sur au moins deux de ses faces intérieures opposées au moins deux crénelures (15) qui sont symétriquement disposées opposées entre elles en s’étendant parallèlement à la face (4,5) le long de laquelle est situé ledit compartiment intérieur.
10. Caisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’au moins un compartiment intérieur d’angle (2) qui est situé à la fois le long d’une face courte (5) et d’une face longue (4) et qui est adjacent au compartiment intérieur (2) présentant au moins deux crénelures (15) sur au moins deux de ses faces intérieures opposées, comporte au moins deux crénelures (15) sur chacune de ses quatre faces intérieures, lesquelles crénelures (15) sont symétriquement disposées deux à deux opposées entre elles.
1 1 . Caisson selon l’une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que chaque cloison intérieure (3,3c) s’étend soit entre deux colonnes centrales (7), soit depuis une colonne centrale (7) jusqu’à un évidement vertical en échancrure (6).
12. Caisson, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bords supérieurs extrémaux (16) des cloisons intérieures verticales (3, 3c), des évidements verticaux en échancrure (6) et des évidements horizontaux situés au niveau de l’arête supérieure (1 1 ) du caisson présentent un relief en creux (17) apte à former moyen d’accrochage et de maintien de pièces intercalaires (18) et compensateurs (21 , 22, 23) ou de couvercles (19).
13. Caisson selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de levage et de manutention (10) situé au niveau du dispositif d’emboitement (9) situé en partie supérieure du caisson (1 ).
14. Caisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’emboitement (9) est de type femelle, et en ce que le dispositif de levage et de manutention (10) est logé au fond de la cavité formée par le dispositif d’emboitement (9).
15. Caisson, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur du caisson (1 ) est égale aux deux tiers de sa longueur.
16. Ouvrage de génie civil caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux caissons (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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