Matériel d'installation

Le principe et l'efficacité du vibrofonçage

Le principe du vibrofonçage est la réduction du frottement entre le pieu et le sol environnant. Les vibrations provoquent une liquéfaction localisée temporaire, qui entraîne une diminution notable de la résistance entre le sol et le pieu. Cela permet d'enfoncer le pieu dans le sol avec un équipement léger. Le vibrofonceur génère des oscillations à l'intérieur d'une caisse vibrante en faisant tourner des poids excentriques. La plupart des marteaux vibrants sont aujourd'hui actionnés par la pression hydraulique, alors qu'ils étaient autrefois équipés de moteurs électriques.

Les marteaux vibrants sont très efficaces dans les sols granulaires, tels que les sables et les graviers. Dans les argiles et les sols granulaires très compacts, de puissants marteaux vibrants à forte amplitude peuvent également être utilisés, mais des marteaux de battage peuvent être nécessaires pour enfoncer les palplanches jusqu'à la profondeur finale.

Les vibrateurs modernes sont équipés de poids excentriques variables qui permettent le démarrage et l'arrêt sans résonance, ce qui est particulièrement important si les travaux de palplanches doivent être réalisés à proximité de structures et de bâtiments sensibles existants.

Marteaux à gazoil pour un fonçage efficace des pieux

Un marteau diesel se compose principalement d'un cylindre, d'un piston (vérin) et d'un bloc d'impact au bas du cylindre.

Pour démarrer le marteau diesel à simple effet, le piston est soulevé jusqu'à une hauteur prédéfinie et relâché automatiquement. La chute du piston comprime l'air dans la chambre de compression et active la pompe à carburant pour pulvériser le carburant sur le bloc d'impact. L'impact du piston sur le bloc d'impact pulvérise le carburant diesel, qui s'enflamme dans l'air hautement comprimé. L'énergie explosive projette le piston vers le haut, entraînant ainsi le pieu vers le bas et redémarrant le cycle du marteau.

Les marteaux à gazoil sont particulièrement performants dans les couches de sol cohésives ou granulaires très denses. Dans des conditions de chantier normales, il est habituel de choisir un rapport entre le poids de la masse frappante et le poids du pieu plus celui de la casquette de battage de 1:2 à 1,5:1

Les casques de battage sont nécessaires pour protéger les têtes de pieu pendant le fonçage.

Le fonçage des pieux est possible dans une gamme limitée d'angles.

Marteaux de battage hydrauliques : systèmes à simple ou double effet

Il existe deux types de marteaux de battage hydrauliques (hydrohammers) : à simple et à double effet.

Un marteau hydraulique se compose d'un vérin fermé qui est soulevé par la pression hydraulique. Lors de la course descendante, soit le vérin est entraîné par la gravité, soit une énergie supplémentaire est fournie, produisant une accélération pouvant aller jusqu'à 2g pour le système à double effet. La course maximale de 1  mètre correspond donc à une chute libre de 2  mètres.

Les marteaux ont une énergie minimale par coup de 35 kNm à 3000 kNm avec un taux de frappe de 50/60 coups par minute. Le système de commande électronique assure un contrôle optimal du processus de forage. L'énergie nette appliquée au pieu, qui est mesurée à chaque coup et affichée sur le panneau de commande, peut être réglée en continu du maximum à moins de 5 %.

Les marteaux hydrauliques peuvent fonctionner à n'importe quel angle, au-dessus ou au-dessous de l'eau. Ils conviennent au fonçage et à l'extraction de pieux. Dans des conditions de chantier normales, il est habituel de choisir un poids de vérin dans un rapport de 1:1 à 1:2 avec le poids du pieu et de casques de fonçage. Un marteau lourd avec une chute courte est toujours préférable pour minimiser les dommages à la tête du pieu et les émissions sonores.

Les marteaux hydrauliques de fonçage de 35 kNm à 90 kNm d'énergie par coup sont les mieux adaptés au fonçage de palplanches acier standard. Des marteaux plus grands peuvent être utilisés pour installer les pieux principaux des parois combinées.

Comprendre les marteaux à frappe rapide - trépideurs et leur fonctionnement

Dans les marteaux à frappe rapide, le mouton de frappe (piston) est entraîné par de l'air comprimé lorsqu'il monte et descend. Les marteaux à vapeur ne sont plus utilisés.

L'air arrive sous pression dans une boîte à clapets contenant une vanne à glissière qui l'envoie alternativement de chaque côté du piston, tandis que le côté opposé est relié aux orifices d'échappement.

En tombant, la masse frappante heurte une enclume plate fixée au cylindre reposant sur le pieu à enfoncer. Ensuite, la pression soulève le piston et lui permet de retomber sur l'enclume.

Par rapport aux moutons à chute libre de même capacité, le poids du piston d'un marteau trépideur est beaucoup plus faible : il ne représente que 10 à 20 % du poids total du marteau, mais il est effectivement augmenté par la pression plus élevée (5 à 8 bars) exercée sur l'extrémité supérieure du piston.

Ces moutons sont conçus pour fonctionner avec une efficacité maximale lorsqu'ils sont utilisés avec des compresseurs standard.

Machines de pressage pour l'installation de palplanches dans des zones sensibles

Si les vibrations et le bruit constituent un problème critique pour l'installation de palplanches, par exemple à proximité de bâtiments sensibles dans des zones urbaines ou à proximité de lignes ferroviaires, l'utilisation d'une machine de pressage doit être envisagée.

Les machines de pressage autoportantes n'occupent qu'un espace limité. Elles sont fixées sur des pieux déjà enfoncés et permettent d'installer des palplanches Z ou U simples ou doubles, y compris dans les coins et les cercles. Pour démarrer l'opération, un cadre auxiliaire, lesté d'un poids supplémentaire (normalement des palplanches) peut être utilisé.

Les machines sont particulièrement bien adaptées à l'utilisation dans des sols légèrement cohésifs, sont actionnées hydrauliquement et tirent leur force de réaction du frottement des pieux précédemment enfoncés. Des préforages ou des jets d'eau supplémentaires peuvent être effectués.