Blindage de tranchées exécutées en mauvais terrain

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1 Fiche de sécurité D1 F Tour Amboise 204, rond-point du Pont-de-Sèvres BOULOGNE-BILLANCOURT CEDEX Tél. : Tél. : Fax : Blindage de tranchées exécutées en mauvais terrain OBJET : Description de divers dispositifs utilisés pour le blindage de tranchées étroites creusées dans un terrain sans cohésion, c est-à-dire lorsque les parois s éboulent au fur et à mesure du creusement. 1 - CARACTERISTIQSUES DE BLINDAGE Le choix de la méthode de blindage et du matériel employé dépend de la nature du terrain, de la densité des obstacles que l on prévoit de rencontrer et du type de travaux à exécuter. Mais quel que soit le blindage adopté, pour bien remplir son rôle, il doit satisfaire aux trois conditions suivantes : Pouvoir être mis en place et ensuite déposé sans exposer les exécutants au risque d éboulement, Etre suffisamment résistant pour s opposer sans déformation ou risque de rupture, à la pression exercée par le terrain sur les parois (voir encadré), être conçu de façon à constituer un ensemble ne risquant pas de se disloquer sous l effet d une poussée oblique par rapport aux parois de la fouille. Le respect de cette condition suppose que tous les éléments constituant le blindage ( parois, longrines, étrésillons) sont reliés entre eux et constituent une cage. Les procédés décrits ci-dessous possèdent ces trois caractéristiques. 2 - BLINDAGE PAR ENFILAGE DE PLANCHES VERTICALES C est le procédé le plus ancien. S il est maintenant peu employé, beaucoup de procédés modernes utilisant des éléments préfabriqués métalliques, s inspirent de son principe. Aussi le décrivons-nous en détail, car c est le seul qui sans traitement de sol (excepté dans les terrains aquifères) permet d exécuter une fouille quelle que soit la profondeur à atteindre. Il est encore très utilisé dans les reprises en sous-oeuvre. Edition novembre

2 2.1 - Définition des termes employés Blindage : Ensemble du soutènement d une tranchée obtenu après une mise en place des pièces désignées ci-après. Utiliser ce terme de préférence au mot boisage. Planche : Elément de revêtement en bois placé au contact du terrain. Peut désigner suivant les cas, soit des planches de 40 ou 50 mm d épaisseur, soit des bastings, soit même des madriers. Longrine : Pièce horizontale continue soutenant des planches verticales et reportant les efforts sur les étrésillons. Montant : Pièce verticale continue soutenant des planches horizontales et reportant les efforts sur les étrésillons. Porteur : Terme fréquemment employé pour désigner dans le blindage à planches verticales, les montants compris entre deux niveaux de longrines. Etrésillon : Pièce horizontale servant à buter l une contre l autre les deux parois du blindage. Les termes étais et étançon désignent des pièces travaillant aussi à la compression pure, mais en position verticale ou faiblement inclinée. Le terme tirant, parfois employé dans le même sens qu étrésillon, est impropre. On creuse la tranchée jusqu à une profondeur de 0,40 m à 0,45 m puis on met en place à ce niveau le premier cadre horizontal constitué de longrines et d étrésillons en bois rond. (fig. 1) On enfile alors avec une légère inclinaison sur la verticale des planches de 2 mètres de longueur environ et 40 mm d épaisseur en interposant des coins entre elles et la longrine. (Dans ce genre de travail il faut éliminer absolument les planches d épaisseur inférieure à 40 mm). On procède à l enfoncement des planches une à une, après avoir dégagé progressivement au ciseau de mineur le terrain à leur pied sur 15 à 20 cm de profondeur, en allant du milieu de la longrine vers les appuis. Ce dégagement affecte la forme d une petite rigole ou potelle. Au moment de l enfoncement le pied de la planche est appuyé contre la paroi à l aide du ciseau de mineur. La potelle permet d avoir toujours le blindage buté à sa base. Si la nature du terrain l exige, on met en place un faux cadre généralement en madriers à mi-distance environ entre la longrine supérieure et la future longrine inférieure, pour réduire la hauteur sans appui des planches de blindage. (fig. 2) Potelle : Rigole creusée en fond de fouille pour permettre la butée d extrémité des planches verticales pendant leur enfoncement. Cadre : Ensemble obtenu après assemblage dans la tranchée de 2 longrines et 2 étrésillons (cadre horizontal) ou de 2 montants et 2 étrésillons (cadre vertical). Terme synonyme : ceinture. Faux chapeau : Planche interposée horizontalement au droit du recouvrement des planches verticales et destinée à faciliter les opérations de pose et dépose de celles-ci. Moise : Pièce verticale fixée sur les longrines et les étrésillons de niveaux différents pour maintenir leur écartement et empêcher leur glissement. Clameau : Pièce en fer rond généralement en forme d U à 2 pointes servant à solidariser entre elles les pièces de blindage Mode d exécution du terrassement et du blindage Fig. 1 - Pose de la longrine supérieure Fig. 2 - Descente des planches avec utilisations d un faux cadre 2

3 On soutient ce faux cadre et on l étrésillonne vers son milieu. S il est laissé en place, le faux cadre peut faciliter le déboisage ultérieur. Arrivé au niveau convenable, toutes les planches de blindage étant bien ancrées à leur pied dans le terrain par un empotellement suffisant, et une saillie d au moins 15 cm par rapport au sol étant ménagée à leur partie supérieure pour former plinthe, on place un deuxième cadre horizontal à l aplomb du premier. On intercale entre les planches de blindage et la longrine un faux chapeau continu constitué par une planche, ainsi que des jeux de deux cales et un coin tous les 30 à 60 cm. Il convient de noter que même au droit de la plus forte section de la longrine il faut avoir ce jeu de 2 cales et un coin pour avoir un vide permettant l enfilage sans difficulté de la planche de blindage inférieure. Dans les zones de faible section de la longrine, on peut être amené à placer une cale supplémentaire (fin bout ou flâches). Les cales sont un peu plus étroites que les planches. Leur hauteur est d environ 30 cm. Le faux chapeau a ordinairement une hauteur de 16 à 18 cm. Les coins habituellement utilisés ont 6 à 7 cm d épaisseur au gros bout et 25 cm de longueur. Le cadre doit être solidement soutenu pour éviter sa descente au cours de l enfoncement des planches. A cet effet, on met en place les porteurs que l on règle et bloque correctement à l aide d un coin disposé entre la longrine et la semelle inférieure, puis on relie les longrines et les étrésillons du premier cadre aux éléments correspondants du deuxième cadre par des moises en planches clouées. Les assemblages des étrésillons et des porteurs sur les longrines se font à gueule de loup. Pour éviter la descente de l ensemble des cadres ainsi solidarisés, on dispose souvent des pièces de bois en travers de la tranchée en prenant appui sur ses bords (pattes de chien) et on y suspend le premier cadre par des câbles ou des étriers ou en confectionnant le premier cadre avec des étrésillons plus longs que la largeur de la tranchée, afin que les extrémités reposent sur ses bords. L assemblage longrine - étrésillons se fait à mi-bois. On opère la descente du deuxième étage de planches de blindage en les enfilant entre le faux chapeau et la longrine du deuxième cadre et en supprimant progressivement les calages gênants. On interpose entre chaque planche et la longrine une cale et un coin pour le blocage. On poursuit la progression de la tranchée comme précédemment. On place de la même façon un troisième cadre, et ainsi de suite. Au fond de la fouille on dispose le dernier cadre et on bloque les planches comme indiqué sur le croquis avec des cales et des coins, après avoir bourré la potelle jusqu au niveau inférieur de la semelle d appui. (fig. 3 et 4) Il convient de toujours disposer les coins de façon que les coups de masse ne fassent pas éclater les angles. (fig. 5) Comme dans tous les blindages, il faut bourrer afin de ne laisser subsister aucun vide derrière les planches, ce qui romprait l équilibre des forces appliquées sur chacune des deux parois opposées et amènerait des désordres dans le blindage. L existence d une poche pourrait d ailleurs provoquer la mise en mouvement de masses de déblais dont les poussées seraient difficiles à contrôler. Dans les terrains boulants il importe que les planches soient jointives et bien dressées sur leurs tranches pour éviter tout écoulement de terrain. Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 3

4 2.3 - Dépose du blindage Les opérations d enlèvement du blindage s effectuent dans l ordre inverse de celles de la pose. fixés les étrésillons. Leur base est biseautée pour faciliter la pénétration dans le sol. (fig. 6) Grâce à la potelle de fond de fouille qu on a eu soin de bien remblayer, on peut sans danger enlever le cadre inférieur puisque les planches de blindage sont butées à leur pied. On procède au remblaiement soigné d une tranches de fouille (ou au bétonnage s il s effectue à pleine fouille). On peut alors remonter progressivement les planches de blindage une à une en leur conservant toujours au pied un ancrage suffisant. L opération se fait en fichant le ciseau de mineur dans la planche et en faisant pression vers le bas à son extrémité après avoir pris appui sur la longrine supérieure ou sur tout autre dispositif approprié, et avoir décalé légèrement les blocages du cadre supérieur. On remblaie ainsi jusqu au dessous de ce cadre qui peut être déposé en toute sécurité comme l a été le dernier grâce à la butée que le pied des planches trouve dans le remblai Conditions d utilisation du procédé Correctement employé, ce procédé est celui qui offre le plus de sécurité à la pose comme à la dépose. Il est le seul procédé classique convenant aux terrains boulants. Dans les terrains qui poussent beaucoup on peut être amené à réduire suivant la nécessité l espacement des cadres. La butée efficace de la base des planches contre le terrain en potelle constitue un élément capital de la sécurité du procédé. Si exceptionnellement la nature du sol ne permet pas l exécution d une potelle normale (présence de gros galets, terrains très fluents) les planches doivent être butées à leur base au cours de leur avancement par un moyen complémentaire Variantes De nos jours, ce procédé tel qu il est décrit ci-dessus, est peu employé à l exception des reprises en sousoeuvres, car il est coûteux et demande pour sa mise en oeuvre une main d oeuvre qualifiée. Fig. 6 Les étrésilions, au nombre de deux, sont de robustes vérins à vis. Leur fixation sur le panneau est articulée, permettant ainsi de légères déformations du caisson qui facilitent sa mise en place par havage. La fixation du vérin inférieur est réglable en hauteur afin de pouvoir disposer d un espace suffisant pour la pose des tuyauteries. Un autre type de caissons comporte 4 vérins, ceux-ci étant alors fixés par paire aux deux extrémités. (fig. 7) Son utilisation est limitée aux cas où dans les sites urbains il est nécessaire d éviter toute décompression du terrain à cause des constructions environnantes. Afin de faciliter sa pose, on remplace maintenant souvent l ossature bois par des étrésillons et des longrines en profilés métalliques que l on boulonne entre eux. 3 - BLINDAGE PAR CAISSONS METALLIQUES Description du matériel Le caisson comprend deux panneaux latéraux reliés entre eux par des étrésillons. Ces panneaux sont constitués de profilés métalliques soudés entre eux sur toute leur longueur. Ils sont renforcés par un montant central vertical sur lequel sont Fig. 7 4

5 Toutes conçues suivant le même principe, il existe plusieurs catégories de caissons, chacune ayant une robustesse adaptée aux efforts auxquels ils seront soumis. place deux panneaux superposés et d atteindre ainsi une profondeur de 5 m et même 7 m si l on utilise des rehausses (fig. 10). Pour chaque type, des jeux d accessoires (rehausses de panneaux, entretoises de vérins) permettent d ajuster exactement les dimensions du caisson à celles de la tranchée à blinder Mise en place Les caissons sont mis en place par havage. Le nombre restreint d étrésillons permet à la pelle de creuser à l intérieur du blindage qui s enfonce sous son propre poids. Si celui-ci est freiné par la poussée des terres, le conducteur de la pelle le fait descendre en appuyant alternativement sur chacun des panneaux avec son godet. Le nombre de caissons à utiliser simultanément dépendra de la longueur des éléments de tuyauterie à mettre en place. Compte tenu des déplacements que peuvent effectuer les ouvriers au fond de la tranchée, il est nécessaire en général d utiliser simultanément 3 éléments de 3 m de longueur. (fig. 8) Cependant, avec des tuyaux courts (2 à 3 m), 2 éléments suffiront dans certains cas. Fig. 9 Ce système coulissant permet l ouverture de tranchées profondes quelle que soit la nature du sol en évitant au maximum la décompression. Fig.10 Fig. 8 La progression du blindage s effectue en opérant un déplacement régulier consistant à prendre systématiquement le caisson situé à l arrière pour le placer juste devant la pelle. Il convient d utiliser toujours des caissons d une hauteur légèrement supérieure à la profondeur de la tranchée en utilisant si nécessaire des réhausses. Si exceptionnellement, par manque de rehausses, on ne peut blinder la tranchée sur toute la hauteur, il est préférable de bloquer le caisson dans la partie supérieure et de laisser non blindé le fond de la tranchée sur une petite hauteur. Dans cette partie, à proximité du fond, un éboulement est peu probable et de toute façon d une importance limitée. 4 - BLINDAGE PAR CADRES A GLISSIERES ET PANNEAUX METALLIQUES Le matériel utilisé permet de constituer des caissons à l aide de cadres verticaux et de panneaux. Les cadres sont composés de 2 montants à glissières réunis par des vérins à vis. Les panneaux métalliques, lors de leur mise en place, coulissent dans ces glissières. Leur enfoncement se fait par havage. (fig. 9) Pour les profondeurs supérieures à 3 m, il existe des cadres à doubles glissières permettant de mettre en 5 - BLINDAGE PAR CEINTURE ET PALFEUILLES (OU PLANCHES) Le principe de ce blindage est issu du blindage par enfilage : dans une préfouille d une profondeur d une trentaine de centimètres on dépose une ceinture qui va servir d appui supérieur aux palfeuilles que l on va enfoncer au fur et à mesure de la progression du 5

6 creusement avec toujours une fiche dans le terrain d une quinzaine de centimètres pour le blocage de la partie inférieure de la palfeuille. Concrètement, sur le terrain, la mise en oeuvre de ce type de blindage peut revêtir de nombreux aspects suivant la nature du travail à réaliser. Il peut être utilisé pour une petite fouille creusée pour une simple opération d entretien de réseau, mais également pour une tranchée plus importante. Les ceintures utilisées peuvent être de nature très diverse. Très simples, de fabrication artisanale et construites aux dimensions des fouilles à creuser si le travail est répétitif, elles peuvent être également constituées de profilés en alliage léger, reliés entre eux par des vérins hydrauliques permettant d adapter leurs dimensions à celles des fouilles à creuser. (fig. 11) Fig BLINDAGE PAR BATTAGE DE RIDEAUX DE PALPANCHES Dans certains cas il est intéressant d enfoncer dans le sol, avant tout terrassement, un rideau de palplanche qui constituera la paroi du blindage. La pose des étrésillons s effectue au fur et à mesure que le terrassement progresse et leur nombre dépend de la nature du terrain et de la profondeur à atteindre, mais dans la plupart des chantiers, la pose d une robuste ceinture en tête est suffisante. La tranchée est ainsi peu encombrée et la pose des tuyauteries est aisée. (fig. 12) Pour des chantiers très importants exécutés dans des zones peu encombrées, le battage des palplanches peut être réalisé à l aide d une machine spécialement conçue comprenant deux sonnettes montées sur un châssis réglable se déplaçant à cheval sur la tranchée. (Fig. 13) Fig.13 Le principal avantage de cette méthode tient au fait que le blindage proprement dit est composé d éléments indépendants de faible largeur (palfeuille ou planche). Il est donc possible de blinder correctement une fouille recoupant de nombreuses canalisations transversales. Il suffit en effet, au droit de ces canalisations, de laisser une discontinuité dans la paroi. Fig REGLEMENTATION Se reporter au paragraphe 6 de la fiche D1 F03 6