Procédé de réalisation d'un sous-sol sous une construction existante

Abstract

 Conformément à l'invention, le ou les éléments préfabriqués, destinés à constituer le sous-sol, présentent par eux-mêmes ou sont dotés par adjonction temporaire d'éléments (29) d'une flottabilité positive. On creuse une fouille (6-7) s'étendant à l'extérieur de la construction et sous celle-ci en englobant au moins l'emplacement prévu pour l'élément préfabriqué (8), le volume de cette fouille (6) à l'extérieur de la construction (1) ayant un volume tel qu'il puisse loger l'élément préfabriqué; on met cette fouille en eau (3) jusqu'à un niveau suffisant pour faire flotter l'élément préfabriqué descendu dans la partie extérieure (6) de la fouille; amène l'élément préfabriqué à l'état flottant de la partie extérieure de la fouille à son emplacement sous la construction et règle son niveau par modification de son niveau de flottaison.
L'invention permet la réalisation de tels sous-sols avec des éléments préfabriqués.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'un sous-sol sous une construction existante.

[0002] Pour réaliser un sous-sol sous une construction existante notamment sous une construction à usage d'habitation déjà batie sans sous-sol, on se heurte à diverses difficultés. L'une des principales est la difficulté de réaliser le sous-sol avec des éléments préfabriqués en raison de l'impossibilité d'utiliser en pratique des engins de manutention suffisamment puissants et de l'espace relativement limité de la fouille dans lequel il faut manier lesdits éléments. La réalisation du sous-sol par reprise en sous-oeuvre et construction in situ des murs,nécessite une durée de réalisation beaucoup plus longue avec un étaiement plus sérieux et un coût plus élevé.

[0003] La présente invention a pour but de proposer un procédé de réalisation d'un sous-sol sous une construction existante qui met en oeuvre des éléments préfabriqués, ceux-ci étant mis en place sans utiliser des engins de manutention.

[0004] Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que le ou les éléments préfabriqués présentent par eux-mêmes ou sont dotés par adjonction temporaire d'éléments d'une flottabilité positive, en ce que l'on creuse une fouille s'étendant à l'extérieur de la construction et sous celle-ci en englobant au moins l'emplacement prévu pour l'élément préfabriqué entrant dans la réalisation du sous-sol, le volume de cette fouille à l'extérieur de la construction ayant un volume tel qu'il puisse loger l'élément préfabriqué et la section de la partie de liaison entre la partie extérieure de la fouille et l'emplacement de l'élément préfabriqué autorisant le passage de cet élément; en ce que l'on étanche éventuellement cette fouille et la met en eau jusqu'à un niveau suffisant pour faire flotter l'élément préfabriqué descendu dans la partie extérieure de la fouille; amène l'élément préfabriqué à l'état flottant de la partie extérieure de la fouille à son emplacement sous la construction et règle son niveau par modification de son niveau de flottaison.

[0005] L'élément préfabriqué peut être constitué par un caisson monolithique formant la totalité du sous-sol à réaliser. Toutefois, pour diminuer l'importance de la fouille à l'extérieur de la construction et lorsqu'il s'agit d'un sous-sol comportant plusieurs pièces ou subdivisable en plusieurs parties par des parois temporaires, les éléments préfabriqués peuvent être constitués par des caissons correspondant auxdites pièces ou auxdites parties. Lorsque les éléments en caisson comportent des ouvertures, celles-ci peuvent être obstruées par un bardage .temporaire et l'étanchéité à l'eau de l'élément peut être assurée par une feuille plastique d'enveloppement.

[0006] Selon un autre mode de réalisation qui permet une réduction encore plus importante des fouilles et réduit la puissance des engins de transport et de manutention à mettre en oeuvre, les éléments préfabriqués constituent des éléments de murs porteurs creux. Ces éléments de murs porteurs qui peuvent constituer des éléments de coffrage sont de préférence constitués par deux parois parallèles en béton réunies par des armatures formant poutres et une semelle de base. L'étanchéité en bout des éléments de coffrage peut être assurée par un voile de béton mais il est préférable, pour assurer la liaison d'ensemble ultérieure de tous les éléments de murs au cours du remplissage,d'utiliser une paroi amovible avec éventuellement un enveloppement périphérique de l'élément par une feuille plastique.

[0007] Le réglage du niveau de l'élément peut se faire par modification du niveau de l'eau dans la fouille ou par modification de la flottabilité propre de l'élément par introduction dans celui-ci ou enlèvement d'un lest tel que du sable ou de l'eau. Le réglage du niveau peut être utilisé, soit pour descendre l'élément sur une semelle coulée à l'avance ou sur des cales temporaires en attente de coulée de la semelle ou du radier, soit pour mettre en appui les éléments préfabriqués sous les poutres du plancher de la construction existante, soit directement, soit par l'intermédiaire de poutres et/ou hourdis. En raison de la difficulté rencontrée pour effectuer le calage en immersion des éléments préfabriqués, il est préférable de descendre ceux-ci en appui sur des éléments d'appui réalisés au préalable sur le fond de fouille et de caler sur leur sommet des poutres ou hourdis qui peuvent être amenés en position et mis en appui sous le plancher de la construction existante par des flotteurs.

[0008] Il est également possible, dans le cadre du procédé, d'utiliser des flotteurs stabilisateurs latéraux qui permettent, par réglage de leur flottabilité propre et/ou de celle de l'élément, d'incliner l'élément pour régler sa verticalité ou pour assurer une réduction de son tirant d'eau et/ou de son tirant d'air, par exemple pour l'introduire dans la fouille en sous-sol à partir d'une fouille extérieure de profondeur réduite en passant sous une poutre de reprise en sous-oeuvre.

[0009] D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de divers exemples de réalisation, faite ci-après avec référence aux dessins ci- annexés dans lesquels:

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique illustrant une première phase de la mise en place d'un caisson formant l'ensemble du sous-sol, la figure 2 est une vue en coude transversale illustrant l'introduction du caisson sous la construction, la figure 3 est une vue en coupe longitudinale correspondant à la figure 1 illustrant la même phase de la mise en place que la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du caisson mis en place sous la construction, la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un élément de coffrage utilisé conformément au procédé pour réaliser les murs d'un sous-sol sous une construction existante, la figure 6 est une vue en plan de l'élément de coffrage, la figure 7 est une vue en perspective d'une poutre utilisée pour la reprise de charge du plancher de la construction existante sur le sous-sol, la figure 8 est une vue en coupe par VIII-VIII de figure 10 au cours de la mise en place d'un coffrage selon les figures 5 et 6, la figure 9 est une vue en plan de l'excavation primaire au cours de la première phase de mise en place des coffrages de murs des figures 5 et 6, la figure 10 est une vue en plan de l'excavation complète et de la deuxième phase de mise , en place des coffrages, la figure 11 est une variante de figure 8 illustrant la reprise en charge du plancher de la construction existante sur une poutre selon figure 7 et la figure 12 illustre schématiquement l'utilisation d'un flotteur auxiliaire pour le transport d'un élément avec un tirant d'eau et un tirant d'air réduit.

[0010] Dans les dessins la référence 1 désigne d'une façon générale la construction existante, la référence 2 les parois de la fouille recouvertes par une feuille de plastique imperméable et 3 l'eau déversée dans.la fouille. La référence 4 désigne l'ouverture réalisée dans le soubassement de la construction avec une poutre 5 de reprise des charges, pour mettre en communication la partie extérieure 6 de la fouille avec la partie 7 se trouvant sous la construction.

[0011] Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le sous-sol est constitué par un caisson monobloc 8 qui est mis en place sous la construction. Ce caisson est réalisé en atelier en béton armé selon la technique traditionnelle du béton banché. Ce caisson doit toutefois, dans le cadre du procédé de l'invention, pouvoir être mis en flottaison, c'est-à-dire que son poids doit être inférieur au poids du volume d'eau qu'il peut déplacer jusqu'à son niveau d'étanchéité.

[0012] De préférence les dimensions du caisson doivent permettre le transport du caisson par route en convoi ordinaire ou exceptionnel, la hauteur seule restant constante et comprise entre 2,20 et 2,50 mètres. Les dimensions et le poids du caisson doivent permettre sa manipulation à l'aide d'une grue disponible sur le chantier. A défaut il est possible de munir la partie 6 de la fouille d'un plan incliné pour permettre la descente du caisson dans la fouille. En cas de nécessité le sous-sol peut être subdivisé en plusieurs caissons élémentaires qui seront accolés dans la partie 7 de la fouille. Des points d'élinguage 9 sont prévus de construction sur le caisson les uns 9a pour la manutention, les autres 9b pour pousser le caisson sous la construction.

[0013] Conformément au procédé les parties 6 et 7 de la fouille ont,dans ce mode de réalisation, chacune des dimensions supérieures aux dimensions du caisson 8. Celui-ci est descendu dans la partie extérieure 6 de la fouille et on déverse dans celle-ci de l'eau 3 jusqu'à ce que le caisson flotte. Le fond de la fouille est, avant la pose de la pellicule de plastique, aplani et réglé avec du sable pour que la hauteur entre le fond de la fouille et la sous face du plancher 10 ou l'aile inférieure de la poutre 2 ne soit que légèrement supérieure à la hauteur hors-tout du caisson. On règle parfaitement l'horizontalité du caisson 8 par exemple par des lests tels que du sable et on règle son niveau par modification du niveau d'eau 3 pour qu'il soit à peine soulevé du fond de la fouille. On pousse alors (figures 2 et 3) le caisson dans la partie 7 de la fouillé soit avec une élingue 11, soit par tout autre moyen. Lorsque le caisson est en place, on pompe l'eau 3 pour faire descendre le caisson sur la feuille d'étanchéité 2 en plastique. La feuille 2 est relevée contre le caisson et on bourre du sable 12 entre ladite feuille et les parois de la fouille.

[0014] Les travaux de finition comportent la reprise en sous-oeuvre du plancher 10 par exemple par injection de béton entre un coffrage prenant appui sur le caisson et le dessous du plancher existant, la reprise du mur de façade sur la paroi du sous-sol, l'aménagement d'une trémie d'escalier intérieur et la pose de l'escalier 13. Si le sous-sol est destiné à servir de garage, la paroi du caisson qui vient en façade peut être constituée par une paroi en palplanche avec étanchéité par une feuille en plastique enveloppant la partie basse du caisson, ladite paroi étant retirée après mise en place et la partie 6 de la fouille étant aménagée en descente. Dans le cas contraire la partie 6 est rebouchée.

[0015] Dans le mode de réalisation des figures 5 à 12, les éléments préfabriqués ne sont plus constitués par un caisson ou des éléments de caisson mais par des éléments de murs 14 qui sont creux et peuvent constituer des coffrages remplis après mise en place. Dans l'exemple représenté, chaque élément est constitué par deux plaques 15 par exemple de 5cm d'épaisseur réunies à leurs bases par une semelle 16. L'élément peut être réalisé en béton ferraillé avec un treillis 17 assurant l'écartement des plaques. Pour assurer la flottabilité des éléments qui avec une hauteur de 2m40 peuvent peser jusqu'à 600kg au mètre linéaire, l'espacement entre les faces en regard des plaques 15 est au minimum de 17cm, ce qui donne un tirant d'eau d'environ 2m20. L'étanchéité des faces terminales peut être assurée par un voile de béton ou par une planche amovible et l'élément peut être enveloppé dans une feuille plastique étanche 18.

[0016] La réalisation du sous-sol s'effectue de préférence en plusieurs phases pour réduire la durée de non étaiement. Les figures 9 et 10 illustrent une réalisation en deux phases, mais le chantier peut être subdivisé en un plus grand nombre de phases si la nature des terres l'exige. On réalise une fouille extérieure 6a qui est supérieure aux dimensions d'un élément et on creuse en sous-sol une première partie 7a de la fouille sous la construction, on recouvre les parois de la fouille avec une feuille étanche 2 qui a une surface suffisante pour garnir l'ensemble de la fouille, la surface excédentaire étant stockée en-2a. On coule à l'emplacement des murs une semelle 19 qui réglera la position définitive des éléments. La fouille 6a-7a est alors remplie d'eau et on met en flottation dans la partie 6a un premier élément 14 qui est poussé et guidé en place puis descendu sur la semelle 19 en abaissant légèrement le niveau de l'eau dans la fouille ou en le lestant par exemple par coulée d'un petit volume de béton. Le halage et le guidage en place de l'élément peuvent se faire de nombreuses façons. Pour éviter d'avoir à travailler sous un tirant d'air réduit, on peut ancrer dans les parois de la fouille ou sous le plancher des pitons avec des poulies de renvoi 20 sur lesquelles passent des cables de traction 21 qui sont tirés depuis l'extérieur. Des cales de fin de course 22 peuvent également être prévues pour assurer, le réglage automatique de l'élément sur la semelle 19. L'élément flottant librement les forces nécessaires au déplacement sont de toute évidence très faibles.

[0017] Une fois les éléments 14 de la première phase mis en place, la fouille peut être asséchée et des étançons 23 placés entre les éléments se faisant face pour assurer l'étaiement. La fouille 7 est alors achevée, la réserve de feuille 2a déployée pour garnir la surface de la fouille et on poursuit la mise en place des autres éléments de la même manière.

[0018] La finition du sous_-sol peut s'effectuer comme dans le cas d'un caisson, le bourrage de sable 12 étant plus facilement effectué entre la feuille 2 et les éléments 14 en injectant le sable à partir de la fouille 6a et en le transportant par un courant d'eau créé par pompage en un point opposé de la fouille.

[0019] La reprise en sous-oeuvre du plancher de la construction peut s'effectuer en mettant en appui sur les bords supérieurs des éléments 14 des poutres plates 24 (figure 7) qui peuvent présenter des ailes d'appui 25 et en injectant du béton entre ces poutres formant coffrage et le plancher de la construction. Ces poutres peuvent être mises en place en utilisant des moyens de manutention usuels circulant dans le sous-sol asséché mais il est possible, comme illustré dans la figure 11,d'utiliser. un flotteur 26 qui porte, par des étançons 27, la poutre 24. En modifiant la flottabilité de ce flotteur, on peut glisser la poutre 24 entre le plancher 1 et le faîte des éléments 14. Ce mode de mise en place peut s'avérer particulièrement intéressant dans le cas où une ouverture subsiste au droit de la fouille 6a. Il est possible en jouant sur la flottabilité du flotteur 26 ou sur le niveau de l'eau dans le sous-sol de mettre en pression la poutre 24 contre le plancher pour reprendre les charges et d'effectuer le calage entre les ailes 25 et la surface supérieure des murs coulés dans les éléments 14.

[0020] Pour réduire le tirant d'air et le tirant d'eau des éléments 14, il est possible de procéder comme illustré à la figure 12. On associe à l'élément 14 par une ferrure 28, un flotteur 29 qui comporte deux chambres, l'une inférieure 30 remplie d'air et l'autre supérieure 31 qui peut être ballastée. L'ensemble élément flotteur est alors soumis à un système de forces qui comporte essentiellement le poids P de l'élément, la poussée d'Archimède F de la partie immergée de l'élément, la poussée d'Archimède f de la partie immergée du flotteur 29 et le poids p du lest, en pratique de l'eau qui se trouve dans le compartiment 31. On a l'égalité F + f = P + p et l'égalité des couples assurés sur l'ensemble par les quatre forces. La valeur et le point d'application de P étant fixés, si l'on augmente p, F et f vont croître et se déplacer légèrement vers le point d'application de p mais le couple va surtout croître en faveur de p et l'élément 14 va se coucher encore plus par rapport à la position représentée. Si au contraire on réduit p, l'ensemble va se redresser progressivement, la verticalité pouvant être atteinte en lestant la partie basse de l'élément 14.

Revendications

1. Un procède de réalisation d'un sous-sol sous une construction existante, caractérisé en ce que le ou les éléments préfabriqués.(8-14) présentent par eux-mêmes ou sont dotés par adjonction temporaire d'éléménts (29) d'une flottabilité positive, en ce que l'on creuse une fouille (6-7) s'étendant à l'extérieur de la construction et sous celle-ci en englobant au moins l'emplacement prévu pour l'élément préfabriqué entrant dans la réalisation du sous-sol, le volume de cette fouille (6) à l'extérieur de la construction (1) ayant un volume tel qu'il puisse loger l'élément préfabriqué et la section de la partie de liaison entre la partie extérieure de la fouille et l'emplacement de l'élémént préfabriqué autorisant le passage de cet élément ; en ce que l'on étanche éventuellement cette fouille et la met en eau (3) jusqu'à un niveau suffisant pour faire flotter l'élément préfabriqué descendu dans la partie extérieure (6) de la fouille; amène l'élément préfabriqué à l'état flottant de la partie extérieure de la fouille à son emplacement sous la construction et règle son niveau par modification de son niveau de flottaison.

2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément préfabriqué est constitué par un caisson monolithique (8) formant la totalité du sous-sol a réaliser.

3. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments préfabriqués sont constitués par des caissons correspondant aux diverses pièces constituant le sous-sol à réaliser ou aux diverses parties en lesquelles ledit sous-sol peut être subdivisé sous forme de caissons étanches.

4. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments préfabriqués constituent des éléments de murs porteurs creux (14).

5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que les ouvertures et orifices des éléments préfabriqués sont obstrués par une paroi amovible, l'étanchéité à l'eau de l'élément étant assurée par une feuille plastique d'enveloppement (18).

6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que le réglage du niveau de l'élément préfabriqué (8-14) est effectué par modification du niveau de l'eau dans la fouille.

7. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que le réglage du niveau de l'élément préfabriqué (8-14) est effectué par modification de la flottabilité propre de l'élément par introduction dans celui-ci ou enlèvement d'un lest tel que du sable ou de l'eau.

8. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que le ou les éléments préfabriqués sont descendus en appui par abaissement de leur niveau de flottabilité sur des éléments d'appui (19) réalisés au préalable sur le fond de fouille et en ce que l'on cale sur leur sommet des poutres ou hourdis (24).

9. Un procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les poutres ou hourdis (24) sont amenés en position et mis en appui sous le plancher de la construction existante (1) par des flotteurs (26).

10. Un procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que l'on utilise des flotteurs stabilisateurs latéraux 29 pour, par réglage de leur flottabilité propre et/ou de celle de l'élément, incliner l'élément (14) pour régler sa verticalité ou pour assurer une réduction de son tirant d'eau et/ou de son tirant d'air.

Dessins