Procédé de consolidation accélérée d'un terrain

Abstract

 Procédé de consolidation accélérée d'un terrain, dans lequel on place au moins un tuyau de drainage (4) dans le terrain à consolider, caractérisé en ce qu'on place dans le tube de drainage (4) une conduite d'aspiration (9) et l'on ferme ce tube de drainage (4) sur une profondeur déterminée en dessous du sol (1), autour de la conduite d'aspiration (9) de manière étanche à l'air, après quoi on instaure un vide via la conduite d'aspiration (9) et on aspire l'eau, en combinaison ou non avec l'application d'une substance permettant d'étancher les pores du sol dans et sur la couche supérieure (2) du terrain.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de consolidation accélérée d'un terrain, dans lequel on place au moins un tuyau de drainage dans le terrain à consolider.

[0002] Un procédé de ce type est ce que l'on appelle le procédé de consolidation sous vide dans lequel on place des tuyaux de drainage verticalement dans le terrain à consolider, on applique sur le sol une feuille de matière plastique et, à l'aide d'un système de conduites qui est raccordée à une unité de pompage sous vide, on pompe l'eau et l'air du sol sous la feuille. Du fait qu'il règne au-dessus de la feuille une pression atmosphérique normale, une charge supplémentaire sera appliquée sur le sol qui sera comprimé.

[0003] Ce procédé connu prend cependant du temps. Des bandes de matière plastique doivent être soudées pour former une toile et les bords de la toile doivent être suspendus dans un fossé ménagé en dessous du sol pour éviter d'aspirer de l'air parasite. La consolidation ne peut commencer qu'une fois que la feuille a été mise en place complètement et fermée sur les bords. En outre, la surface du sol doit être parfaitement plane, étant donné que des inégalités peuvent provoquer la déchirure de la feuille.

[0004] La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients et d'offrir un procédé de consolidation accélérée d'un terrain, qui soit très simple et très rapide et rende inutile l'usage d'une feuille.

[0005] A cet effet, on place dans le tube de drainage une conduite d'aspiration et l'on ferme ce tube de drainage sur une profondeur déterminée en dessous du sol, autour de la conduite d'aspiration de manière étanche à l'air, après quoi on instaure un vide via la conduite d'aspiration et on aspire l'eau, en combinaison ou non avec l'application d'une substance permettant d'étancher les pores du sol dans et sur la couche supérieure du terrain.

[0006] On instaure donc le vide non pas sous une feuille directement dans le sol, mais dans les tubes de drainage.

[0007] On peut étancher à l'air à l'aide d'un tampon que l'on applique sur une certaine distance, en dessous du sol autour, de la conduite d'aspiration dans le tube de drainage et d'un matériau étanche à l'air que l'on applique sur ce tampon.

[0008] De préférence, on obture de manière étanche à l'air sur une hauteur de 0,4 à 2 mètres en dessous du sol.

[0009] On place un tube de drainage dont on ferme l'extrémité que l'on applique tout d'abord dans le sol, c'est-à-dire l'extrémité autre que celle par laquelle on introduit la conduite d'aspiration.

[0010] De préférence, on place la conduite d'aspiration dans la zone de cette extrémité fermée du tube de drainage.

[0011] Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on place le tube de drainage dans le sol, dirigé vers le bas, de préférence presque verticalement.

[0012] De la sorte, on peut aspirer l'eau du tube de drainage tout d'abord jusqu'à une profondeur de préférence maximum, après quoi, via une conduite de pression située à l'extrémité fermée autour de la conduite d'aspiration, on place l'air du tube de drainage sous pression, si bien que l'eau est éjectée via la conduite d'aspiration et, à nouveau, on instaure un vide dans le tube de drainage lorsque le niveau d'eau est suffisamment bas, de préférence, lorsque l'extrémité inférieure de la conduite d'aspiration a été atteinte.

[0013] Cette forme de réalisation permet d'utiliser des tuyaux de drainage de plus grande profondeur et jusqu'à une profondeur supérieure à 8 mètres.

[0014] Si nécessaire, on peut traiter la couche supérieure du terrain contre la perméabilité à l'air.

[0015] On peut obtenir ce résultat en plaçant sur la couche supérieure du terrain une couche d'une substance susceptible d'étancher les pores du sol, par exemple, de la bentonite, ou en mélangeant la couche supérieure du terrain avec une substance susceptible d'étancher les pores du sol, telle que de la bentonite ou un polymère, et en laminant ensuite le terrain.

[0016] D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un procédé de consolidation accélérée d'un terrain selon l'invention. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite en aucune manière l'invention. Les notations de référence concernent les dessins ci-annexés, dans lesquels :

la Fig. 1 est une vue en coupe d'un terrain au cours de la consolidation accélérée par le procédé selon l'invention,

la Fig. 2 représente le détail indiqué dans la Fig. 1 par F2 du tube de drainage utilisé pour la mise en oeuvre du procédé, et

la Fig. 3 est une vue en coupe transversale, analogue à celle de la Fig. 1, mais concernant une variante du procédé selon l'invention.

[0017] Dans la Fig. 1 est représentée une section transversale d'un terrain dont la couche supérieure est sablonneuse et fortement poreuse. En premier lieu, on mélange cette couche supérieure, sur une profondeur de 0,4 à 1 m en dessous du sol 1, avec une substance étanche à l'air ou susceptible d'étancher les pores du sol et on lamine la couche mélangée obtenue 2, mais la pulvérisation d'une substance telle qu'un mélange de bentonite liquide qui étanche les pores de la couche supérieure est également possible. L'égalisation du sol n'est pas nécessaire. Comme substance ou matériau étanche à l'air appropriée, on peut citer la bentonite, des polymères ou des mélanges chimiques tels qu'on en utilise pour éviter la dessication de béton frais.

[0018] A travers cette couche 1, on place dans la partie sous-jacente 3 du sol un ou plusieurs tubes de drainage 4 verticalement. Ces tubes de drainage 4, dont on n'a représenté qu'un seul exemplaire dans la Fig. 1 par souci de simplicité, sont de structure connue en soi. Ils sont par exemple formés, comme montré en détail dans la Fig. 2, d'un tube de matière plastique ondulée 5 d'un diamètre de 5 à 10 cm, pourvu de perforations 6, et d'une membrane de filtrage 7 qui entoure le tube 5 et laisse passer l'eau, mais retient le sable. L'extrémité inférieure est fermée par un couvercle ou une garniture étanche 8.

[0019] On place le tube de drainage 4 dans le sol 2, 3 en fonçant dans le sol un tube rigide qui entoure le tube de drainage et que l'on enlève ensuite.

[0020] Dans le tube de drainage 4, on place une conduite d'aspiration 9, par exemple, un tuyau flexible, à faible distance du couvercle 8. On raccorde les conduites d'aspiration 9 de tous les tubes de drainage 4 à une conduite collectrice 10 qui se raccorde à un réservoir sous vide 11 sur lequel est monté une pompe à vide 12.

[0021] La conduite d'aspiration 9 est entourée préalablement d'un tampon 13 de matière plastique expansée de telle sorte que le tampon 13 soit situé à une distance en dessous du sol 1 qui atteint 0,4 à 2 m en fonction de la nature du sol. Si la couche supérieure 2 est très sablonneuse, on enfoncera le tampon 13 plus profondément, de préférence assez profondément pour qu'il soit situé à hauteur de la couche d'argile. L'extrémité du tube de drainage 4 située au-dessus du tampon 13 est remplie d'un matériau étanche à l'air 14. Parmi les matériaux appropriés à cet effet, on peut citer l'argile, la bentonite ou des mélanges de ces substances avec du ciment.

[0022] Dans le réservoir sous vide 11, on a placé une pompe à cloche 15 qui est raccordée via un clapet antiretour 16 à une conduite d'alimentation 17 et pompe automatiquement de l'eau du réservoir sous vide lorsque l'eau qui s'y trouve atteint un niveau déterminé.

[0023] Aussitôt que la pompe à vide 12 est en action, dans les tubes de drainage 4 s'instaure une dépression, par exemple, de 0,5 à 0,7 bar. Cela signifie un plus grand débit d'eau du sol dans les tubes de drainage 4 et donc une consolidation accélérée du terrain. Cette eau est aspirée des tubes de drainage par les conduites d'aspiration 9.

[0024] Il est clair que, de la manière décrite ci-dessus, on ne peut faire descendre le niveau d'eau dans les tubes de drainage 4 que de 8 mètres en dessous du niveau du sol. Si l'on utilise des tubes de drainage plus profonds 4, que l'on applique plus profondément dans le sol pour consolider des couches molles très épaisses, on peut appliquer la variante suivante du procédé.

[0025] La Fig. 3 a trait à cette variante.

[0026] On place les mêmes tubes de drainage 4, mais qui sont un peu plus longs que dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, dans le sol à consolider 2, 3 et, de la même manière, on place dans chaque tube de drainage 4 une conduite d'aspiration 9 avec laquelle on relie le réservoir sous vide 11 de la manière décrite. En outre, on ferme chaque tube de drainage 4 par un tampon 13 et un matériau 14 étanche à l'air.

[0027] Cette variante est particulière surtout dans la mesure où l'on applique conjointement avec la conduite d'aspiration 9 également une conduite de pression 18 dans chaque tube de drainage 4. Cette conduite de pression 18 est cependant placée avec son extrémité juste en dessous du tampon 13, alors que la conduite d'aspiration 9 qui se trouve dans le tube de drainage 4 va en dessous juste au-dessous du niveau supérieur du couvercle 8. Les conduites d'aspiration 18 des divers tubes de drainage 4 sont raccordées via une conduite collectrice 19, qui peut être fermée par un clapet 20, sur un compresseur 21. Via une conduite 22, qui peut être fermée par un clapet 23, la conduite 19 est mise en liaison avec la conduite 10.

[0028] Au début, les clapets 20 et 23 sont fermés et on aspire de l'eau du tube de drainage 4 vers le réservoir sous vide 11 de la même manière que dans la forme de réalisation précédente jusqu'à ce que le niveau d'eau 24 dans le tube de drainage soit situé plus ou moins 8 mètres en dessous du niveau du sol 1 et ne puisse donc plus descendre de cette manière.

[0029] On ouvre le clapet 20 et, à l'aide du compresseur 21, on envoie de l'air sous pression via les conduites de pression 18 dans les tubes de drainage 4, entre le tampon 13 et le niveau d'eau 24. De la sorte, l'eau est expulsée de chaque tube de drainage 4 vers le réservoir sous pression 11 via la conduite d'aspiration 9. Aussitôt que le niveau 24 a atteint l'extrémité inférieure de la conduite d'aspiration 9, on ferme l'alimentation en air sous pression, après quoi on stoppe la pression dans la conduite de pression 18 en la mettant en communication avec l'air externe. Ensuite, on ferme le clapet 20 et on ouvre le clapet 23 de telle sorte que la conduite de pression 18 de chaque tube de drainage 4 soit placée sous vide. Aussitôt que la pression d'air qui règne dans les tubes de drainage 4 est remplacée par le vide souhaité, on ferme à nouveau le clapet 23. Les tubes de drainage 4 sont à ce moment à peu près complètement secs, tandis qu'il règne en dessous une dépression de 0,5 à 0,7 bars, ce qui entraîne une vitesse d'évacuation supérieure de l'eau du sol. Hors des tubes de drainage 4, il règne toujours dans le sol 3 une pression importante, par exemple, environ 3 bars de pression d'eau sur une profondeur de 30 mètres.

[0030] Grâce à la grande différence de pression, les tubes de drainage 4 se remplissent à nouveau rapidement d'eau, après quoi, ce qui est décrit ci-dessus peut être réalisé de nouveau. Les clapets 20 et 23 peuvent être également commandés de manière automatique au lieu de manuelle via un dispositif de commande.

[0031] Dans la Fig. 3, on montre également que la couche supérieure 2 du sol 2, 3 a été étanchée à l'air par la pulvérisation sur le sol 1 d'une couche 25 d'une substance liquide susceptible d'étancher les pores du sol qui assure une obturation étanche à l'air après solidification, mais, en lieu et place, on peut, comme dans la forme de réalisation précédente, mélanger également la couche supérieure à une substance étanche à l'air. La substance liquide de la couche 25 peut être la bentonite ou un autre mélange chimique ainsi que, par exemple, un mélange chimique qui est utilisé pour empêcher la dessication du béton frais.

[0032] Dans les deux formes de réalisation, on effectue ainsi une consolidation accélérée du terrain. Grâce à cette consolidation, le sol 1 s'affaissera si bien que les tubes de drainage 4 devront être également plus courts. En raison de leur forme ondulée, ces tubes de drainage peuvent simplement se raccourcir sans plier.

[0033] Comme le bord supérieur de la partie des tubes de drainage dans lequel règne un vide est situé 0,4 à 2 m sous le sol 1, de petites fuites d'air dans les couches supérieures du sol ne sont pas gênantes.

[0034] Ce procédé est relativement rapide et bon marché. Dès après l'application d'un premier tube de drainage 4, la consolidation commence et on peut effectuer des travaux sur le terrain.

[0035] La présente invention n'est en aucune manière limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, mais on peut réaliser le même procédé de consolidation accélérée d'un terrain dans diverses variantes sans sortir du cadre de l'invention.

[0036] En particulier, les tubes de drainage ne doivent pas nécessairement être placés verticalement dans le sol. Ils peuvent être également inclinés et même placés horizontalement en partie ou en totalité.

[0037] De même, il n'est pas nécessaire d'utiliser plusieurs tubes de drainage. En fonction de la dimension et du type de terrain, ce nombre de tubes de drainage peut varier et même dans certains cas se résumer à un seul.

Revendications

1. Procédé de consolidation accélérée d'un terrain, dans lequel on place au moins un tuyau de drainage (4) dans le terrain à consolider, caractérisé en ce qu'on place dans le tube de drainage (4) une conduite d'aspiration (9) et l'on ferme ce tube de drainage (4) sur une profondeur déterminée en dessous du sol (1), autour de la conduite d'aspiration (9) de manière étanche a l'air, après quoi on instaure un vide via la conduite d'aspiration (9) et on aspire l'eau, en combinaison ou non avec l'application d'une substance permettant d'étancher les pores du sol dans et sur la couche supérieure (2) du terrain.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ferme le tube de drainage (4) de manière étanche à l'air à l'aide d'un tampon (13) que l'on applique à une certaine distance, en dessous du sol, autour de la conduite d'aspiration (9) dans le tube de drainage (4) et d'un matériau étanche à l'air (14) que l'on applique sur ce tampon (13).

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on obture de manière étanche à l'air sur une hauteur de 0,4 à 2 mètres en dessous du sol.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on place un tube de drainage (4) dont on ferme l'extrémité que l'on applique tout d'abord dans le sol, c'est-à-dire l'extrémité autre que celle par laquelle on introduit la conduite d'aspiration (9).

5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on place la conduite d'aspiration (9) dans la zone de cette extrémité fermée dans le tube de drainage (4).

6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on place le tube de drainage (4) tourné vers le bas dans le sol (2, 3).

7.- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on place le tube de drainage (4) presque verticalement dans le sol (2, 3).

8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'on aspire tout d'abord l'eau du tube de drainage (4) jusqu'à une profondeur de préférence maximum, après quoi, via une conduite de pression (18) située à l'extrémité fermée autour de la conduite d'aspiration, on place l'air du tube de drainage (4) sous pression, si bien que l'eau est éjectée via la conduite d'aspiration (9) et, à nouveau, on instaure un vide dans le tube de drainage (4) lorsque le niveau d'eau (24) est suffisamment bas, de préférence, lorsque l'extrémité inférieure de la conduite d'aspiration (9) a été atteinte.

9.- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on instaure à nouveau un vide lorsque le niveau d'eau (24) a atteint l'extrémité inférieure de la conduite d'aspiration.

10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'on aspire tout d'abord l'eau du tube de drainage (4) jusqu'à la profondeur maximale à laquelle on peut encore aspirer.

11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on place sur la couche supérieure (2) du terrain une couche (25) d'un matériau susceptible d'étancher les pores du sol.

12.- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on applique cette couche (25) de matériau étanche sous forme liquide et on la laisse se solidifier.

13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on mélange la couche supérieure (2) du terrain avec un matériau susceptible d'étancher les pores du sol et on lamine le terrain ensuite.

Dessins