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WO1999007947A1 - Procede et dispositif de recepage pour des pieces d'ouvrage en beton - Google Patents

Procede et dispositif de recepage pour des pieces d'ouvrage en beton Download PDF

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WO1999007947A1
WO1999007947A1 PCT/FR1998/001791 FR9801791W WO9907947A1 WO 1999007947 A1 WO1999007947 A1 WO 1999007947A1 FR 9801791 W FR9801791 W FR 9801791W WO 9907947 A1 WO9907947 A1 WO 9907947A1
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WO
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reservation
concrete
cage
coppicing
bars
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PCT/FR1998/001791
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English (en)
Inventor
Dominique Fonfrede
Edmond Compassi
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Individual
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Individual
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D9/00—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof
    • E02D9/005—Removing sheet piles bulkheads, piles, mould-pipes or other moulds or parts thereof removing the top of placed piles of sheet piles

Definitions

  • the invention relates to a process for cutting out or demolishing concrete work pieces, in particular in the form of piles, bars or diaphragm walls.
  • the object of the invention is to develop a method and a device for coppicing or demolishing part of a concrete structure, without affecting the mechanical strength of the rest of the structure.
  • the method of the invention is characterized by the following successive steps: - setting up before the concrete pouring operation, reservation means covered by a flexible material which does not adhere with the concrete,
  • the reservation means comprise a removable cage having a plurality of rigid bars secured to a holding frame bearing on support means provided at the ends of the reinforcing reinforcements , the length of the bars of the reservation cage corresponding substantially to the height of the concrete part to be exploded.
  • the bars of the reservation cage are equipped with pockets intended to remain trapped inside the mass of hardened concrete, so as to form a plurality of reservoirs communicating with the different reservation channels created when the bars are removed from said cage.
  • the reinforcing reinforcements are surrounded by sheaths made of flexible non-stick material with concrete.
  • the reservation cage support means comprise a horizontal hoop made of metal wire welded to the upper ends of the frames of the structure to form a support ring for positioning rods subject to the reservation cage.
  • the reservation means may include additional reservation elements made of flexible materials to create a discontinuity at the level of the horizontal cutting area.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the copping device according to the invention, during the establishment of the reservation cage between the reinforcement reinforcements of the structure, and before the concrete pouring;
  • FIG. 3 is an identical view to Figure 1 after the complete insertion of the reservation cage;
  • - Figure 4 shows a sectional view along line 4-4 of Figure 3;
  • FIG. 8 shows the concrete block after cracking following the insertion of an expansion product
  • - Figure 9 is a plan view of Figure 8.
  • a coppicing or demolition device 10 for concrete structures, in particular piles, bars or diaphragm walls comprises a removable reservation cage 12 provided with a plurality of rigid bars 14 secured to a double retaining frame 16.
  • the steel bars 14, for example concrete irons of cylindrical sections, extend parallel to each other in the vertical direction, and are distributed circumferentially in several concentric series, FIG. 4 representing two series A, B as an example.
  • the double holding frame 16 of the bars 14 further comprises lifting members 18, and positioning rods 20 arranged in a horizontal plane perpendicular to the bars 14.
  • Each bar 14 of the reservation cage 12 is equipped with a sheath 22 tubular made of flexible material which does not adhere to concrete when it hardens.
  • the cylindrical reservation cage 12 is dimensioned as a function of the structure to be produced, and is introduced in the vertical direction of the arrow F1 (FIG. 1) inside a series of reinforcing frames 24 projecting from the hole 26 drilling made in the ground.
  • the metal reinforcements 24 are angularly separated from each other at regular intervals, extending along parallel generatrices of a cylinder 28, the diameter of which is greater than that of the external series A of the bars 14 of the reservation cage 12.
  • a horizontal hoop 30 of metal wire to form a crown for supporting the positioning rods 20 of the reservation cage 12.
  • the frames 24 at the level of the coppicing area are also reinforced by at least a strapping wire 32 intended to stiffen the remaining non-demolished part.
  • the frames 24 are surrounded by tubular sleeves 34 made of a flexible material comparable to that of the other sleeves 22 of bars 14.
  • the sleeves 34 of frames 24 extend between the lower strapping wire 32 and the upper hoop 30, and allow to absorb the thrust forces during the expansion reaction, while avoiding the adhesion of the concrete to the reinforcements 24.
  • the non-stick material of the sleeves 22 and 34 consists, for example, of a polyethylene foam or other compressible polymer, but any other material can be used, in particular cardboard.
  • additional reservation elements 36 (FIG. 2) made of flexible material, interposed between the reinforcements 24, bearing on the strapping wire 32.
  • the presence of these reservation elements 36 creates a discontinuity in the horizontal coppicing plane, so as to stop any propagation of cracks beyond the authorized area.
  • the length of the straight bars 14 of the reservation cage 12 corresponds substantially to the height of the concrete part to be exploded during the coppicing operation.
  • the bars 14 can advantageously be aligned in a radial direction with reinforcements 24 (FIG. 4).
  • a first series of pockets 38 is attached along the bars 14, and a second series of pockets 40 is fixed to the ends of the bars 14 opposite the support frame. 16.
  • the pockets 38, 40 remain trapped inside the concrete mass, and constitute a plurality of elementary reservoirs intended to receive a blowing agent facilitating the cracking of the burst concrete piece. All reservations and pockets are defined in number, shapes, dimensions, and locations according to the demolition specifications.
  • a pocket 38 is attached by means of attachment to a bar 14 of the reservation cage 12.
  • an end pocket 40 in the form of a balloon is independently fixed at the end of the bar 14 by means of an assembly member 42 axially connected to the bar 14, and also serving to prevent any propagation of the cracking beyond the desired area.
  • FIG. 7 shows a variant of an end pocket 40A having an attachment collar 44 into which the end of the bar 14 partially penetrates.
  • the example of copping illustrated in figs 1 to 9 relates to the pouring of a concrete pile, following a drilling of a hole 26, and installation of a cylindrical formwork (not shown).
  • the depth of the hole 26 can reach several tens of meters and the sleeves 34 are threaded on the frames 24.
  • the reservation cage 12 equipped with the sleeves 22 and pockets 38, 40, is then introduced concentrically between the frames 24 until the coming into engagement of the positioning rods 20 on the support hoop 30.
  • the pockets 40 arrive substantially at the level of the strapping wire 32, and the bars 14 of the reservation cage 12 extend parallel to the frames 24.
  • the reservation cage 12 is removed by pulling it upwards by means of a lifting machine.
  • the sleeves 22 are removed manually from the cage 12, the other sleeves 34 of the frames remaining in place.
  • the withdrawal of the cage 12 then leaves a network of vertical reservation channels remaining in communication with the various pockets 38, 40 tanks.
  • the cracks 50 are established in multidirectional mesh, and then facilitate the dismantling of the exploded concrete blocks, for example by means of a crowbar.
  • the coppicing area is in a horizontal plane at the level of the reservation elements 36.
  • the copping or demolition device 10 can be used for any other concrete structure, in particular in the form of bars or diaphragm walls. You just have to adapt the shape and dimensions of the reservation cage.
  • the reservation cage is capable of being reused after having re-equipped it with flexible sleeves 22, and with reservoir pockets 38, 40, 40A.
  • the sleeves 22 are capable of communicating with each other by horizontal tubular connections at the level of the coppicing zone.
  • the reservation cage 12 is arranged coaxially inside a cylinder 28, the parallel generators of which are constituted by the metal reinforcements 24.
  • the different sleeves 22 of the reservation cage 12 can communicate with each other by means of a network of tubular connections arranged horizontally at the level of the coppicing zone.

Landscapes

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Abstract

Un dispositif de recépage pour des ouvrages en béton, notamment des pieux ou des barrettes, comporte une cage de réservation (12) amovible susceptible d'être insérée coaxialement à l'intérieur d'armatures (24) de renfort. La cage de réservation (12) est dotée de barres (14) rigides solidarisées à un cadre de maintien (16), la longueur des barres (14) correspondant sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater. Après coulée et durcissement du béton, la cage (12) et les fourreaux (22) sont retirés pour ménager un réseau de canaux creux, dans lesquels on introduit par la suite un agent d'expansion permettant la fissuration et l'éclatement de la masse de béton.

Description

Procédé et dispositif de recépage pour des pièces d'ouvrage e n béton.
Domaine technique de l'invention
L'invention est relative à un procédé pour recéper ou démolir les pièces d'ouvrage en béton, notamment en forme de pieux, de barrettes ou de parois moulées.
Etat de la technique
Lors de la fabrication de pieux en béton, on procède d'abord au forage d'un trou pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres de profondeur, avec mise en place progressive d'un coffrage modulaire. En fin d'opération de coulée de béton, la portion terminale du béton durci est chargée de différentes particules à base de gravats et de terre, qui affecte la résistance mécanique du béton. Il est classique de détruire cette portion de béton au moyen d'un marteau- piqueur pneumatique pouvant être combiné avec l'injection d'un produit chimique d'expansion. L'emploi du marteau-piqueur crée des vibrations mécaniques qui risquent de fissurer toute la structure de l'ouvrage au-delà de la limite de recépage, et sans possibilité de contrôler cet état de fissuration. Les risques humains d'accidents de travail dûs à l'emploi d'un marteau- piqueur ne sont pas exclure en fonction du lieu et des conditions de travail, notamment lorsque l'ouvrier est obligé de travailler sur des surfaces étroites et en hauteur, hérissées d'armatures de ferraillage en attente. L'injection du produit chimique d'expansion nécessite d'autre part un forage préalable dans le béton à détruire de plusieurs saignées ou trous, lesquels sont réalisés au moyen d'un perforateur. Outre l'apparition des vibrations mécaniques risquant d'ébranler l'ouvrage, se pose le problème de l'étirement des armatures en acier dû à la poussée exercée par la réaction d'expansion de l'agent chimique. Les contraintes mécaniques exercées sur les armatures, et la propagation de la fissuration au-delà de la zone de recépage affectent la tenue mécanique de l'ouvrage en béton.
Objet de l'invention
L'objet de l'invention consiste à élaborer un procédé et un dispositif de recépage ou de démolition d'une partie d'un ouvrage en béton, sans affecter la tenue mécanique du reste de l'ouvrage.
Le procédé de l'invention est caractérisé par les étapes successives suivantes: - mise en place avant l'opération de coulée de béton, de moyens de réservation recouverts par un matériau souple n'adhérant pas avec le béton,
- coulée du béton,
- après durcissement du béton, retrait des moyens de réservation pour ménager un réseau de canaux creux à l'intérieur de la masse de béton, -mise en place dans les canaux d'un agent d'expansion permettant la fissuration et l'éclatement de la masse de béton,
- et démontage des blocs de béton éclatés par une action manuelle ou mécanique.
Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif de mise en oeuvre du procédé, les moyens de réservation comportent une cage amovible ayant une pluralité de barres rigides solidaires d'un cadre de maintien prenant appui sur des moyens de support prévus aux extrémités des armatures de renfort, la longueur des barres de la cage de réservation correspondant sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater. Les barres de la cage de réservation sont équipées de poches destinées à rester emprisonnées à l'intérieur de la masse de béton durci, de manière à former une pluralité de réservoirs communiquant avec les différents canaux de réservation créés lors du retrait des barres de ladite cage.
Pour résister aux efforts de poussée dus à la réaction d'expansion, les armatures de renfort sont entourées par des fourreaux en matériau souple anti-adhérent avec le béton.
Les moyens de support de la cage de réservation comportent un cerceau horizontal réalisé en fil métallique soudé aux extrémités supérieures des armatures de l'ouvrage pour constituer une couronne d'appui pour des tiges de positionnement assujetties à la cage de réservation.
Les moyens de réservation peuvent comporter des éléments de réservation additionnels en matériaux souple pour créer une discontinuité au niveau de la zone horizontale de recépage.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif de recépage selon l'invention, lors de la mise en place de la cage de réservation entre les armatures de ferraillage de l'ouvrage, et avant la coulée de béton ;
- la figure 2 montre l'agencement des armatures de ferraillage, et des éléments de réservation additionnels au niveau de la zone de recépage ;
- la figure 3 est une vue identique de la figure 1 après l'insertion complète de la cage de réservation ; - la figure 4 représente une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 ;
- les figures 5 à 7 montrent des vues de détail, à échelle agrandie, des poches réservoirs équipant les barres de la cage de réservation ;
- la figure 8 montre le bloc de béton après fissuration suite à l'insertion d'un produit d'expansion ; - la figure 9 est une vue en plan de la figure 8.
Description d'un mode de réalisation préférentiel
En référence aux figures 1 à 4, un dispositif de recépage ou de démolition 10 pour des ouvrages en béton, notamment des pieux, des barrettes ou des parois moulées, comporte une cage de réservation 12 amovible dotée d'une pluralité de barres 14 rigides assujetties à un double cadre de maintien 16. Les barres 14 en acier, par exemple des fers à béton de sections cylindriques, s'étendent parallèlement entre elles selon la direction verticale, et sont réparties circonférentiellement en plusieurs séries concentriques, la figure 4 représentant deux séries A, B à titre d'exemple.
Le double cadre de maintien 16 des barres 14 comprend de plus des organes de levage 18, et des tiges de positionnement 20 agencées dans un plan horizontal perpendiculaire aux barres 14. Chaque barre 14 de la cage de réservation 12 est équipé d'un fourreau 22 tubulaire en matériau souple n'adhérant pas avec le béton lors de son durcissement.
La cage de réservation 12 cylindrique est dimensionnee en fonction de l'ouvrage à réaliser, et est introduite dans le sens vertical de la flèche F1 (figure 1 ) à l'intérieur d'une série d'armatures 24 de renfort faisant saillie du trou 26 de forage ménagé dans le sol. Les armatures 24 métalliques sont séparées angulairement les unes des autres selon des intervalles réguliers, en s'étendant selon des génératrices parallèles d'un cylindre 28, dont le diamètre est supérieur à celui de la série extérieure A des barres 14 de la cage de réservation 12.
Aux extrémités supérieures des armatures 24 est soudé un cerceau 30 horizontal de fil métallique pour constituer une couronne de support des tiges de positionnement 20 de la cage de réservation 12. Les armatures 24 au niveau de la zone de recépage, sont également renforcées par au moins un fil de cerclage 32 destiné à rigidifier la partie restante non démolie. Les armatures 24 sont entourées par des fourreaux 34 tubulaires réalisées en un matériau souple comparable à celui des autres fourreaux 22 des barres 14. Les fourreaux 34 des armatures 24 s'étendent entre le fil de cerclage 32 inférieur , et le cerceau 30 supérieur, et permettent d'amortir les forces de poussée lors de la réaction d'expansion, tout en évitant l'adhérence du béton sur les armatures 24.
Le matériau anti-adhérant des fourreaux 22 et 34 est constitué à titre d'exemple par une mousse de polyéthylène ou autre polymère compressible, mais tout autre matériau est utilisable, notamment du carton.
En limite de la zone de recépage sont disposés horizontalement des éléments de réservation 36 additionnels (figure 2) en matériau souple, intercalés entre les armatures 24 en prenant appui sur le fil de cerclage 32. La présence de ces éléments de réservation 36 crée une discontinuité dans le plan horizontal de recépage, de manière à stopper toute propagation de fissures au-delà de la zone autorisée.
La longueur des barres 14 rectilignes de la cage de réservation 12 correspond sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater lors de l'opération de recépage. Les barres 14 peuvent être avantageusement alignées selon une direction radiale avec des armatures 24 (figure 4).
En fonction du volume et de la nature de la pièce de béton, une première série de poches 38 est attachée le long des barres 14, et une deuxième série de poches 40 est fixée aux extrémités des barres 14 à l'opposé du cadre de maintien 16. Lors du retrait de la cage de réservation 12 après durcissement du béton, les poches 38, 40 restent emprisonnées à l'intérieur de la masse de béton, et constituent une pluralité de réservoirs élémentaires destinés à recevoir un agent d'expansion facilitant la fissuration de la pièce de béton à éclater. Toutes les réservations et poches sont définies en nombre, formes, dimensions, et emplacements selon les spécifications de démolition. Sur la figure 5 , une poche 38 est attachée par des moyens de fixation à une barre 14 de la cage de réservation 12.
Sur la figure 6 , une poche 40 d'extrémité en forme de ballon est fixée de manière indépendante au bout de la barre 14 grâce à un organe d'assemblage 42 relié axialement à la barre 14, et servant également à empêcher toute propagation de la fissuration au-delà de la zone désirée.
La figure 7 montre une variante de poche 40A d'extrémité ayant un col d'attache 44 dans lequel pénètre partiellement le bout de la barre 14. Un fil de mise en forme 46 en matériau métallique ou plastique, est agencé à l'intérieur de la poche 40A pour éviter l'écrasement de cette dernière lors de la coulée du béton.
La mise en oeuvre du procédé de recépage ou de démolition selon l'invention s'effectue de la manière suivante :
L'exemple de recépage illustré sur les figues 1 à 9 concerne la coulée d'un pieu en béton, suite à un forage d'un trou 26, et mise en place d'un coffrage cylindrique (non représenté). La profondeur du trou 26 peut atteindre plusieurs dizaines de mètres et les fourreaux 34 sont enfilés sur les armatures 24. La cage de réservation 12 équipée des fourreaux 22 et des poches 38, 40, est ensuite introduite concentriquement entre les armatures 24 jusqu'à la venue en engagement des tiges de positionnement 20 sur le cerceau 30 de support. Les poches 40 arrivent sensiblement au niveau du fil de cerclage 32, et les barres 14 de la cage de réservation 12 s'étendent parallèlement aux armatures 24.
Après l'opération de coulée du béton, et durcissement de ce dernier, on procède au retrait de la cage de réservation 12 en la tirant vers le haut au moyen d'un engin de levage. On effectue ensuite l'enlèvement manuel des fourreaux 22 de la cage 12, les autres fourreaux 34 des armatures restant en place. Le retrait de la cage 12 laisse alors subsister un réseau de canaux de réservation verticaux mis en communication avec les différentes poches 38, 40 réservoirs. Il suffit ensuite de placer dans les différents canaux le système ou agent de démolition choisi, et d'attendre la fissuration par expansion de la masse de béton 48 ""(figure 8). Les fissures 50 s'établissent en maillage multidirectionnel, et facilitent ensuite le démontage des blocs de béton éclatés, par exemple au moyen d'une barre à mine. La zone de recépage se trouve dans un plan horizontal au niveau des éléments de réservation 36.
Le dispositif de recépage ou démolition 10 est utilisable pour tout autre ouvrage en béton, notamment en forme de barrettes ou de parois moulées. Il suffit d'adapter la forme et les dimensions de la cage de réservation.
La cage de réservation est susceptible d'être réutilisée après l'avoir rééquipée de fourreaux 22 souples, et de poches réservoirs 38, 40, 40A.
Les fourreaux 22 sont susceptibles de communiquer entre eux par des liaisons tubulaires horizontales au niveau de la zone de recépage. La cage de réservation 12 est disposée coaxialement à l'intérieur d'un cylindre 28 dont les génératrices parallèles sont constituées par les armatures 24 métalliques de renfort.
Selon une variante, les différents fourreaux 22 de la cage de réservation 12 peuvent communiquer entre eux au moyen d'un réseau de liaisons tubulaires disposées horizontalement au niveau de la zone de recépage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour recéper ou démolir les pièces d'ouvrage en béton, notamment en forme de pieux, de barrettes ou de parois moulées, caractérisé par les étapes successives suivantes :
- mise en place avant l'opération de coulée de béton, de moyens de réservation recouverts par un matériau souple n'adhérant pas avec le béton,
- coulée du béton, - après durcissement du béton, retrait des moyens de réservation pour ménager un réseau de canaux creux à l'intérieur de la masse de béton,
- mise en place dans les canaux d'un agent d'expansion permettant la fissuration et l'éclatement de la masse de béton,
- et démontage des blocs de béton éclatés par une action manuelle ou mécanique.
2. Dispositif de recépage ou de démolition pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de réservation comportent une cage (12) amovible ayant une pluralité de barres (14) rigides solidaires d'un cadre de maintien (16) prenant appui sur des moyens de support prévus aux extrémités des armatures (24) de renfort, la longueur des barres (14) de la cage de réservation (12) correspondant sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater.
3. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres (14) de la cage de réservation (12) sont équipées de poches (38, 40) formant une pluralité de réservoirs communiquant avec les différents canaux de réservation engendrés lors du retrait des barres (14) et de leurs fourreaux (22) respectifs.
4. Dispositif de recépage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent d'expansion est introduit depuis la partie accessible des canaux de réservation.
5. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les armatures (24) de renfort et les barres (14) de la cage de réservation (12) sont entourées par des fourreaux (22, 34) en matériau souple anti-adhérent avec le béton.
6. Dispositif de recépage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau souple des fourreaux (22, 34) est à base de mousse de polyéthylène, ou autre polymère compressible.
7. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de support de la cage de réservation (12) comportent un cerceau (30) horizontal réalisé en fil métallique soudé aux extrémités supérieures des armatures (24) de l'ouvrage pour constituer une couronne d'appui pour des tiges de positionnement (20) assujetties à la cage de réservation (12).
8. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réservation comportent des éléments de réservation (36) additionnels en matériaux souple pour créer une discontinuité au niveau de la zone horizontale de recépage.
9. Dispositif de recépage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les barres (14) de la cage de réservation (12) sont alignées selon une direction radiale avec les armatures (24), les fourreaux (22) étant susceptibles de communiquer entre eux par des liaisons tubulaires horizontales au niveau de la zone de recépage.
10. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cage de réservation (12) est disposée coaxialement à l'intérieur d'un cylindre (28) dont les génératrices parallèles sont constituées par les armatures (24) métalliques de renfort.
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