EP1229172A1 - Method and apparatus for making drilled piles in hard ground - Google Patents

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EP1229172A1
EP1229172A1 EP02290128A EP02290128A EP1229172A1 EP 1229172 A1 EP1229172 A1 EP 1229172A1 EP 02290128 A EP02290128 A EP 02290128A EP 02290128 A EP02290128 A EP 02290128A EP 1229172 A1 EP1229172 A1 EP 1229172A1
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EP
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variable
tool
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successive
depth
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EP02290128A
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Daniel Gouvenot
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Compagnie du Sol SARL
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Compagnie du Sol SARL
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/003—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by analysing drilling variables or conditions

Definitions

  • One of the problems that arise to ensure the realization suitable for the bored piles is to ensure that the bottom of the drilling carried out is well located on a sufficient depth in a soil of properties suitable for use as anchors for piles.
  • the balance suitable physical properties will be for example a hard rock and especially granite. In the case of this last rock, it is necessary to ensure that the granite area is sufficiently healthy, that is to say that the granite is non-friable and that it has little or no cracks that could affect the mechanical strength of the granitic zone or, more generally, the resistance zone high mechanical.
  • the solution currently used consists in carrying out, in the ground where we want to make the piles, relatively small diameter cores of the order of 20 to 30 cm used to take rock samples from the depth of the coring.
  • a first object of the invention is to provide a method which ensures that the bored pile produced actually has a anchoring in a layer of land with physical properties required.
  • two distinct variables are calculated representative of the qualities of the soil necessary for the detection of a soil layer with the physical properties required for provide an anchor for the bored pile.
  • the detection of course relates to the values of the two variables and drilling is stopped when, for the two variables we find a predetermined depth difference common.
  • a second object of the invention is to provide a machine for production of bored piles for implementing a process of the type mentioned above.
  • a drilling machine 10 comprising a platform 12 on which is articulated a mast guide 14.
  • a carriage 16 On the guide mast 14 is mounted a carriage 16 which carries itself a drilling head or rotating head 18.
  • a drill string 20 at the lower end of which is mounted a drilling tool 22.
  • the head of drilling 18 includes in particular a motor 24 for rotating the train of stems.
  • the insertion of the tool 22 into the ground to carry out the drilling is controlled, for example, by a set of chains or belts 26 used to move the carriage 16 in translation along the mast, the chains 26 being driven in displacement by an engine assembly 28.
  • the machine is equipped with a certain number of sensors which are in particular a thrust sensor 30 corresponding for example to the pressure of the hydraulic motor 26 causing the driving of the drill string, by a sensor 32 mounted on the carriage 16 and supplying the penetration speed V p of the tool, into the ground, and sensors 34, 36 also mounted on the drilling head supplying the speed of rotation of the drill string V r , as well as the torque C applied to the drilling tool.
  • sensors 30 to 38 are connected to a processing unit 40 making it possible to control the execution of the drilling using the tool 22 and machine 10.
  • the dynamic parameters of the drilling tool chosen are the thrust P, the torque C exerted by the tool, the speed of rotation V r of the tool and the penetration speed V p of the tool in the ground. It goes without saying that we would not depart from the invention if we used other dynamic parameters of the tool.
  • This processing set essentially comprises a central unit 42 built around a microprocessor, data memory 44, working memory 46 and a program memory 48.
  • the measurements provided by the sensors and transmitted under digital (or possibly analog) form in real time per unit central unit 42 are stored in data memory 44 while being associated with the depth at which these measurements were made.
  • the depth is, for example, taken into account for steps of 1 cm.
  • the 1 cm depth step can be implemented by storing the measurements corresponding to the successive depths detected by the depth sensor 38.
  • the time taken to drill 1 cm can be important.
  • the determination of successive depths in relation to the measurements of the parameters is therefore random.
  • memory 44 we store in time real measurements of the four parameters associated with a depth.
  • the variables C M and S are calculated for each depth.
  • the subroutines necessary for these calculations are stored in the memory 48. These variables are calculated in the memory 46 and stored again in the data memory 44.
  • the central unit compares the values of the variables C M and S with the predetermined values V 1 and V 2 . If the two values of variables comply with the criteria retained for the depth considered, a counter 50 is incremented as shown in FIG. 3 after the comparison step 52. On the other hand, if one of the two criteria retained does not is not respected in step 52, the counter 50 is reset to zero by 54.
  • an anchoring depth is determined in advance in hard ground which most often depends on the diameter of the borehole himself.
  • This anchoring depth L shown in Figure 4 can therefore convert to a certain number of unit depth steps.
  • the counter 50 is incremented to a value corresponding to the number N no depth step associated with the difference in depth L, which is detected in step 56, the bottom of the drilling actually carried out penetrates from the depth L required in hard soil. We can then proceed to stop the drilling machine since the anchoring conditions required are reached.

Abstract

The drilling machine is fitted with detectors which measure dynamic characteristics of the drill tool. The measurements at different successive depths are stored and used to calculate a succession of variable representative of terrain quality at each depth. When a succession of values which correspond to a acceptable terrain quality is encountered, drilling is stopped.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et une machine pour la réalisation de pieux forés en terrain dur et notamment dans des terrains granitiques.The present invention relates to a method and a machine for the realization of piles bored in hard ground and in particular in granite terrains.

Lorsque l'on doit réaliser un ensemble de pieux forés pour servir notamment de base à la réalisation de constructions ultérieures, il est bien connu que, dans un premier temps, on réalise un forage de diamètre et de profondeur requis, puis on coule dans le forage ainsi réalisé du béton éventuellement armé pour constituer le pieu, le forage constituant le moule dans lequel le pieu est fabriqué.When you have to make a set of piles bored for serve in particular as a basis for the realization of subsequent constructions, it It is well known that, as a first step, a drilling of diameter and depth required, then we sink into the well as well made of possibly reinforced concrete to constitute the pile, drilling constituting the mold in which the stake is manufactured.

Un des problèmes qui se posent pour assurer la réalisation convenable des pieux forés est de s'assurer que le fond du forage réalisé est bien situé sur une profondeur suffisante dans un sol de propriétés physiques convenables pour servir d'ancrage aux pieux. Le sol de propriétés physiques convenables sera par exemple une roche dure et notamment du granite. Dans le cas de cette dernière roche, il est nécessaire de s'assurer que la zone granitique est suffisamment saine, c'est-à-dire que le granite est non friable et qu'il ne présente pas ou peu de fissures qui seraient susceptibles d'altérer la résistance mécanique de la zone granitique ou, plus généralement, de la zone à résistance mécanique élevée.One of the problems that arise to ensure the realization suitable for the bored piles is to ensure that the bottom of the drilling carried out is well located on a sufficient depth in a soil of properties suitable for use as anchors for piles. The balance suitable physical properties will be for example a hard rock and especially granite. In the case of this last rock, it is necessary to ensure that the granite area is sufficiently healthy, that is to say that the granite is non-friable and that it has little or no cracks that could affect the mechanical strength of the granitic zone or, more generally, the resistance zone high mechanical.

Pour résoudre ce problème, la solution utilisée actuellement consiste à réaliser, dans le terrain où l'on veut fabriquer les pieux, des carottages de diamètre relativement réduit de l'ordre de 20 à 30 cm servant à effectuer des prélèvements de roche sur la profondeur du carottage.To solve this problem, the solution currently used consists in carrying out, in the ground where we want to make the piles, relatively small diameter cores of the order of 20 to 30 cm used to take rock samples from the depth of the coring.

On comprend cependant que, dans certains cas, ces carottages, du fait de leur diamètre relativement réduit et du fait qu'ils sont nécessairement relativement espacés les uns des autres, ne permettent pas d'assurer que les pieux forés effectivement réalisés présenteront un ancrage dans une couche de terrain dur présentant les propriétés physiques requises.It is understood, however, that in some cases these cores, due to their relatively small diameter and the fact that they are necessarily relatively spaced from each other, do not allow not to ensure that the bored piles actually produced will present a anchoring in a layer of hard ground with the properties physical requirements.

Un premier objet de l'invention est de fournir un procédé qui permet d'assurer que le pieu foré réalisé présente effectivement un ancrage dans une couche de terrain présentant les propriétés physiques requises. A first object of the invention is to provide a method which ensures that the bored pile produced actually has a anchoring in a layer of land with physical properties required.

Pour atteindre ce but selon l'invention, le procédé de réalisation d'un pieu foré dans un terrain dur à l'aide d'une machine de forage se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

  • on équipe la machine de forage de capteurs pour mesurer des caractéristiques dynamiques de l'outil de forage comprenant au moins certaines des caractéristiques suivantes : couple de l'outil, vitesse de pénétration de l'outil, vitesse de rotation de l'outil, poussée exercée sur l'outil ;
  • on mémorise, au fur et à mesure de leur acquisition, les mesures faites par lesdits capteurs pour des profondeurs successives correspondant à un pas prédéterminé ;
  • pour chaque profondeur, on calcule au moins une première variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées, et on mémorise les valeurs successives de la première variable pour les profondeurs successives au fur et à mesure de leur calcul ;
  • on traite les valeurs successives de ladite variable pour rechercher dans les valeurs successives de ladite variable une succession sensiblement continue de valeurs de la variable correspondant à une qualité de terrain acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une différence de profondeurs prédéterminée ; et
  • on interrompt le forage lorsqu'on a détecté ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite différence de profondeur prédéterminée.
To achieve this object according to the invention, the method of producing a pile drilled in hard ground using a drilling machine is characterized in that it comprises the following steps:
  • the drilling machine is equipped with sensors to measure dynamic characteristics of the drilling tool comprising at least some of the following characteristics: tool torque, tool penetration speed, tool rotation speed, thrust exerted on the tool;
  • the measurements made by said sensors are stored, as they are acquired, for successive depths corresponding to a predetermined pitch;
  • for each depth, at least a first variable representative of the quality of the terrain encountered is calculated from the stored measurements, and the successive values of the first variable are stored for the successive depths as they are calculated;
  • the successive values of said variable are processed to search in the successive values of said variable for a substantially continuous succession of values of the variable corresponding to an acceptable quality of terrain, for successive depths corresponding to a predetermined difference in depths; and
  • drilling is stopped when said substantially continuous succession of acceptable values for said predetermined depth difference has been detected.

On comprend que, dans le procédé selon l'invention, on mesure en temps réel, pour des profondeurs successives prédéterminées, au moins une variable représentative de la qualité du sous-sol à partir de mesures réalisées à l'aide de capteurs montés sur la machine. Les valeurs successives calculées de la variable sont traitées pour déterminer ou détecter le fait que la variable présente la valeur requise de façon sensiblement continue pour une différence de profondeur prédéterminée, cette différence de profondeur prédéterminée correspondant à la hauteur requise d'ancrage du pieu. Lorsqu'une telle différence de profondeur a été détectée, on interrompt le forage et le pieu peut alors être réalisé.We understand that, in the method according to the invention, we measure in real time, for successive predetermined depths, at minus a variable representative of the quality of the subsoil from measurements made using sensors mounted on the machine. Values calculated successive steps of the variable are processed to determine or detect that the variable has the required value so substantially continuous for a predetermined depth difference, this predetermined depth difference corresponding to the height required stake anchor. When such a difference in depth has been detected, the drilling is interrupted and the pile can then be carried out.

Il faut souligner qu'on peut simultanément enregistrer, pour les différentes profondeurs, les mesures faites par les capteurs, ainsi que les valeurs calculées de la variable pour les différentes profondeurs, ce qui constituera un élément de preuve que le pieu foré a été réalisé dans les conditions fixées.Note that you can simultaneously record, for different depths, the measurements made by the sensors, as well as the calculated values of the variable for different depths, which will constitute evidence that the bored pile was made within conditions set.

De préférence, à partir des paramètres fournis par les capteurs pour les différentes profondeurs, on calcule deux variables distinctes représentatives des qualités du sol nécessaires pour la détection d'une couche de sol présentant les propriétés physiques requises en vue de constituer un ancrage pour le pieu foré. La détection porte bien sûr sur les valeurs des deux variables et le forage est interrompu lorsque, pour les deux variables, on trouve une différence de profondeur prédéterminée commune.Preferably, from the parameters provided by the sensors for the different depths, two distinct variables are calculated representative of the qualities of the soil necessary for the detection of a soil layer with the physical properties required for provide an anchor for the bored pile. The detection of course relates to the values of the two variables and drilling is stopped when, for the two variables we find a predetermined depth difference common.

On comprend que, dans cette variante, le procédé permet d'obtenir une évaluation plus précise des qualités du sous-sol et donc de s'assurer de façon plus précise que la couche de terrain dur convenable a été effectivement forée.We understand that, in this variant, the process allows obtain a more precise assessment of the qualities of the basement and therefore more specifically ensure that the proper hard ground layer has actually been drilled.

Un deuxième objet de l'invention est de fournir une machine de réalisation de pieux forés pour la mise en oeuvre d'un procédé du type mentionné ci-dessus.A second object of the invention is to provide a machine for production of bored piles for implementing a process of the type mentioned above.

La machine de réalisation de pieux forés dans un terrain dur comprenant un outil de forage fixé à l'extrémité inférieure d'un train de tiges et des moyens de mise en rotation du train de tiges et d'enfoncement de ce train de tiges dans le sol se caractérise en ce qu'elle comprend en outre :

  • des capteurs pour mesurer des caractéristiques dynamiques de l'outil de forage comprenant au moins certaines des caractéristiques suivantes : couple de l'outil, vitesse de pénétration de l'outil, vitesse de rotation de l'outil, poussée exercée sur l'outil ;
  • des moyens pour mémoriser au fur et à mesure de leur acquisition les mesures faites par lesdits capteurs pour des profondeurs successives correspondant à un pas prédéterminé ;
  • des moyens pour calculer, pour chaque profondeur, au moins une première variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées, et des moyens pour mémoriser les valeurs successives de la première variable pour les profondeurs successives au fur et à mesure de leur calcul ;
  • des moyens pour traiter les valeurs successives de ladite variable pour rechercher parmi les valeurs successives de ladite variable une succession sensiblement continue de valeurs de la variable correspondant à une qualité de terrain acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une différence de profondeurs prédéterminée ; et
  • des moyens pour interrompre le forage lorsque ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite différence de profondeur prédéterminée a été détectée.
The machine for making piles drilled in hard ground comprising a drilling tool fixed to the lower end of a drill string and means for rotating the drill string and driving this drill string into the soil is characterized in that it further comprises:
  • sensors for measuring dynamic characteristics of the drilling tool comprising at least some of the following characteristics: tool torque, tool penetration speed, tool rotation speed, thrust exerted on the tool;
  • means for memorizing, as they are acquired, the measurements made by said sensors for successive depths corresponding to a predetermined pitch;
  • means for calculating, for each depth, at least a first variable representative of the quality of the terrain encountered from the stored measurements, and means for storing the successive values of the first variable for the successive depths as they are calculation;
  • means for processing the successive values of said variable to search among the successive values of said variable for a substantially continuous succession of values of the variable corresponding to an acceptable quality of terrain, for successive depths corresponding to a predetermined difference in depths; and
  • means for interrupting drilling when said substantially continuous succession of acceptable values for said predetermined difference in depth has been detected.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles :

  • la figure 1 est une vue simplifiée en élévation d'une machine de réalisation de pieux forés conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est un bloc-diagramme montrant les principaux circuits de traitement utilisés dans la machine ;
  • la figure 3 est un organigramme simplifié du traitement des mesures fournies par les capteurs ; et
  • la figure 4 montre un exemple d'enregistrements effectués à partir des capteurs et l'exploitation de ces enregistrements.
Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the following description of several embodiments of the invention given by way of nonlimiting examples. The description refers to the appended figures, in which:
  • Figure 1 is a simplified elevational view of a machine for making bored piles according to the invention;
  • Figure 2 is a block diagram showing the main processing circuits used in the machine;
  • FIG. 3 is a simplified flow diagram of the processing of the measurements supplied by the sensors; and
  • Figure 4 shows an example of recordings made from sensors and the use of these records.

Sur la figure 1, on a représenté une machine de forage 10 comprenant une plate-forme 12 sur laquelle est articulé un mât de guidage 14. Sur le mât de guidage 14 est monté un chariot 16 qui porte lui-même une tête de forage ou tête de mise en rotation 18. Dans la tête de forage 18 est engagé un train de tiges 20 à l'extrémité inférieure duquel est monté un outil de forage 22. Comme cela est bien connu, la tête de forage 18 comporte notamment un moteur 24 de mise en rotation du train de tiges. L'enfoncement de l'outil 22 dans le sol pour réaliser le forage est commandé, par exemple, par un ensemble de chaínes ou de courroies 26 servant au déplacement en translation du chariot 16 le long du mât, les chaínes 26 étant entraínées en déplacement par un ensemble moteur 28.In Figure 1, there is shown a drilling machine 10 comprising a platform 12 on which is articulated a mast guide 14. On the guide mast 14 is mounted a carriage 16 which carries itself a drilling head or rotating head 18. In the head drill 18 is engaged a drill string 20 at the lower end of which is mounted a drilling tool 22. As is well known, the head of drilling 18 includes in particular a motor 24 for rotating the train of stems. The insertion of the tool 22 into the ground to carry out the drilling is controlled, for example, by a set of chains or belts 26 used to move the carriage 16 in translation along the mast, the chains 26 being driven in displacement by an engine assembly 28.

Selon l'invention, la machine est équipée d'un certain nombre de capteurs qui sont notamment un capteur de poussée 30 correspondant par exemple à la pression du moteur hydraulique 26 provoquant l'enfoncement du train de tiges, par un capteur 32 monté sur le chariot 16 et fournissant la vitesse de pénétration Vp de l'outil, dans le sol, et des capteurs 34, 36 montés également sur la tête de forage fournissant la vitesse de rotation du train de tiges Vr, ainsi que le couple C appliqué à l'outil de forage. Enfin, des moyens représentés schématiquement par 38 permettent de déterminer la profondeur de l'outil de forage 22. Ces différents capteurs 30 à 38 sont reliés à un ensemble de traitement 40 permettant de contrôler la réalisation du forage à l'aide de l'outil 22 et de la machine 10.According to the invention, the machine is equipped with a certain number of sensors which are in particular a thrust sensor 30 corresponding for example to the pressure of the hydraulic motor 26 causing the driving of the drill string, by a sensor 32 mounted on the carriage 16 and supplying the penetration speed V p of the tool, into the ground, and sensors 34, 36 also mounted on the drilling head supplying the speed of rotation of the drill string V r , as well as the torque C applied to the drilling tool. Finally, means represented schematically by 38 make it possible to determine the depth of the drilling tool 22. These various sensors 30 to 38 are connected to a processing unit 40 making it possible to control the execution of the drilling using the tool 22 and machine 10.

Dans la description qui suit, les paramètres dynamiques de l'outil de forage choisis sont la poussée P, le couple C exercé par l'outil, la vitesse de rotation Vr de l'outil et la vitesse de pénétration Vp de l'outil dans le sol. Il va de soi qu'on ne sortirait pas de l'invention si l'on utilisait d'autres paramètres dynamiques de l'outil.In the following description, the dynamic parameters of the drilling tool chosen are the thrust P, the torque C exerted by the tool, the speed of rotation V r of the tool and the penetration speed V p of the tool in the ground. It goes without saying that we would not depart from the invention if we used other dynamic parameters of the tool.

Les mesures faites par les capteurs 30 à 36 sont transmises en temps réel à l'ensemble de traitement 40. Cet ensemble de traitement comporte essentiellement une unité centrale 42 construite autour d'un microprocesseur, une mémoire de données 44, une mémoire de travail 46 et une mémoire de programme 48.The measurements made by the sensors 30 to 36 are transmitted in real time to the processing set 40. This processing set essentially comprises a central unit 42 built around a microprocessor, data memory 44, working memory 46 and a program memory 48.

Les mesures fournies par les capteurs et transmises sous forme numérique (ou éventuellement analogique) en temps réel à l'unité centrale 42 sont mémorisées dans la mémoire de données 44 en étant associées à la profondeur à laquelle ces mesures ont été réalisées. La profondeur est, par exemple, prise en compte pour des pas de 1 cm.The measurements provided by the sensors and transmitted under digital (or possibly analog) form in real time per unit central unit 42 are stored in data memory 44 while being associated with the depth at which these measurements were made. The depth is, for example, taken into account for steps of 1 cm.

Pour obtenir des mesures significatives des paramètres, pour des pas de profondeur de l'ordre de 1 cm, deux techniques peuvent être utilisées. Lorsque le sol n'est pas trop dur, le pas de profondeur de 1 cm peut être mis en oeuvre en mémorisant les mesures correspondant aux profondeurs successives détectées par le capteur de profondeur 38. Lorsque le terrain est plus dur, le temps mis pour forer 1 cm peut être important. La détermination des profondeurs successives en relation avec les mesures des paramètres est donc aléatoire. Dans ce cas, on peut effectuer des mesures pour des intervalles de temps prédéterminés et affecter à chaque profondeur prédéterminée une valeur moyennée des mesures faites pour les intervalles de temps correspondant à cette profondeur. De toute manière, dans la mémoire 44, on stocke en temps réel des mesures des quatre paramètres associées à une profondeur. To obtain meaningful measurements of the parameters, for steps of depth of the order of 1 cm, two techniques can be used. When the soil is not too hard, the 1 cm depth step can be implemented by storing the measurements corresponding to the successive depths detected by the depth sensor 38. When the ground is harder, the time taken to drill 1 cm can be important. The determination of successive depths in relation to the measurements of the parameters is therefore random. In this case, we can perform measurements for predetermined time intervals and assign to each predetermined depth an average value of measurements made for the time intervals corresponding to this depth. Anyway, in memory 44, we store in time real measurements of the four parameters associated with a depth.

Sur la figure 4, les courbes 4a à 4d montrent des valeurs de paramètres P, C, Vr et Vp pour différentes profondeurs telles qu'elles sont enregistrées en temps réel.In FIG. 4, the curves 4a to 4d show values of parameters P, C, V r and V p for different depths as they are recorded in real time.

Selon l'invention, à partir des mesures des quatre paramètres, on calcule deux variables représentatives de la qualité du sol. Ces variables peuvent être en nombres différents et calculées selon des formules différentes. Dans l'exemple particulier décrit, la première variable CM est la variation du couple moyenné qui représente la valeur moyennée du couple sur une certaine période. On comprend que, plus cette variable CM est faible, plus la force nécessaire pour forer le sol est constante, c'est-à-dire plus le sol aura des propriétés de dureté homogène.According to the invention, from the measurements of the four parameters, two variables representative of the quality of the soil are calculated. These variables can be in different numbers and calculated according to different formulas. In the particular example described, the first variable C M is the variation of the average torque which represents the average value of the couple over a certain period. It is understood that, the lower this variable C M , the more constant the force necessary to drill the soil, that is to say the more the soil will have properties of homogeneous hardness.

La deuxième variable choisie est connue sous le nom de coefficient de Sommerton. Elle est donnée par la formule suivante : S = P Vr Vp . The second variable chosen is known as the Sommerton coefficient. It is given by the following formula: S = P V r V p .

Plus ce coefficient S est élevé, plus le sol est dur.The higher this coefficient S, the harder the soil.

Selon le procédé de l'invention, on détecte, pour les profondeurs successives dans les valeurs des variables CM et S, une succession des valeurs de ces variables correspondant à des qualités de terrain acceptables pour constituer l'ancrage des pieux. Par exemple, pour la variable CM, ce critère sera que ce paramètre soit inférieur à une première valeur prédéterminée V1. En revanche, pour la deuxième variable S, le critère sera que cette variable soit supérieure à une valeur prédéterminée V2.According to the method of the invention, for the successive depths in the values of the variables C M and S, a succession of the values of these variables corresponding to acceptable qualities of ground to constitute the anchoring of the piles is detected. For example, for the variable C M , this criterion will be that this parameter is less than a first predetermined value V 1 . On the other hand, for the second variable S, the criterion will be that this variable is greater than a predetermined value V 2 .

Au fur et à mesure de l'acquisition et du stockage dans la mémoire 44 des valeurs de paramètre, on calcule les variables CM et S pour chaque profondeur. Les sous-programmes nécessaires à ces calculs sont stockés dans la mémoire 48. Ces variables sont calculées dans la mémoire 46 et stockées à nouveau dans la mémoire de données 44. L'unité centrale compare les valeurs des variables CM et S aux valeurs prédéterminées V1 et V2. Si les deux valeurs de variables sont conformes aux critères retenus pour la profondeur considérée, on incrémente un compteur 50 comme cela est représenté sur la figure 3 après l'étape de comparaison 52. En revanche, si l'un des deux critères retenus n'est pas respecté à l'étape 52, le compteur 50 est remis à zéro par 54. As the parameter values are acquired and stored in the memory 44, the variables C M and S are calculated for each depth. The subroutines necessary for these calculations are stored in the memory 48. These variables are calculated in the memory 46 and stored again in the data memory 44. The central unit compares the values of the variables C M and S with the predetermined values V 1 and V 2 . If the two values of variables comply with the criteria retained for the depth considered, a counter 50 is incremented as shown in FIG. 3 after the comparison step 52. On the other hand, if one of the two criteria retained does not is not respected in step 52, the counter 50 is reset to zero by 54.

Pour considérer que le fond du forage correspond aux conditions requises, on détermine à l'avance une profondeur d'ancrage dans un terrain dur qui dépend le plus souvent du diamètre du forage lui-même. Cette profondeur d'ancrage L figurée sur la figure 4 peut donc se convertir en un certain nombre de pas de profondeur unitaire. Lorsque le compteur 50 est incrémenté à une valeur correspondant au nombre N de pas de profondeur associé à la différence de profondeur L, ce qui est détecté à l'étape 56, le fond du forage effectivement réalisé pénètre de la profondeur L requise dans un sol dur. On peut alors procéder à l'arrêt de la machine de forage puisque les conditions d'ancrage requises sont atteintes.To consider that the bottom of the borehole corresponds to required conditions, an anchoring depth is determined in advance in hard ground which most often depends on the diameter of the borehole himself. This anchoring depth L shown in Figure 4 can therefore convert to a certain number of unit depth steps. When the counter 50 is incremented to a value corresponding to the number N no depth step associated with the difference in depth L, which is detected in step 56, the bottom of the drilling actually carried out penetrates from the depth L required in hard soil. We can then proceed to stop the drilling machine since the anchoring conditions required are reached.

On procède alors à l'introduction du béton ou du coulis dans le forage qui vient d'être réalisé pour obtenir le pieu foré.We then proceed with the introduction of concrete or grout into the drilling which has just been carried out to obtain the bored pile.

On comprend que, lors de la réalisation de chaque pieu moulé par la technique décrite précédemment, il est possible de garder les enregistrements du type de ceux représentés sur la figure 4 réalisés pour les quatre paramètres P, C, Vr et Vp et pour les valeurs de variables CM et S. Le maítre d'ouvrage pourra ainsi prouver que le pieu moulé a été effectivement réalisé dans les conditions prévues par le cahier des charges.It is understood that, during the production of each pile molded by the technique described above, it is possible to keep the records of the type of those represented in FIG. 4 produced for the four parameters P, C, V r and V p and for the values of variables C M and S. The project owner will thus be able to prove that the molded pile was actually produced under the conditions provided for in the specifications.

Claims (10)

Procédé de réalisation d'un pieu foré dans un terrain dur à l'aide d'une machine de forage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : on équipe la machine de forage de capteurs pour mesurer des caractéristiques dynamiques de l'outil de forage comprenant au moins certaines des caractéristiques suivantes : couple de l'outil, vitesse de pénétration de l'outil, vitesse de rotation de l'outil, poussée exercée sur l'outil ; on mémorise, au fur et à mesure de leur acquisition, les mesures faites par lesdits capteurs pour des profondeurs successives correspondant à un pas prédéterminé ; pour chaque profondeur, on calcule au moins une première variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées, et on mémorise les valeurs successives de la première variable pour les profondeurs successives au fur et à mesure de leur calcul ; on traite les valeurs successives de ladite variable pour rechercher dans les valeurs successives de ladite variable une succession sensiblement continue de valeurs de la variable correspondant à une qualité de terrain acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une différence de profondeurs prédéterminée ; et on interrompt le forage lorsqu'on a détecté ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite différence de profondeur prédéterminée. Method for producing a pile drilled in hard ground using a drilling machine, characterized in that it comprises the following steps: the drilling machine is equipped with sensors to measure dynamic characteristics of the drilling tool comprising at least some of the following characteristics: tool torque, tool penetration speed, tool rotation speed, thrust exerted on the tool; the measurements made by said sensors are stored, as they are acquired, for successive depths corresponding to a predetermined pitch; for each depth, at least a first variable representative of the quality of the terrain encountered is calculated from the stored measurements, and the successive values of the first variable are stored for the successive depths as they are calculated; the successive values of said variable are processed to search in the successive values of said variable for a substantially continuous succession of values of the variable corresponding to an acceptable quality of terrain, for successive depths corresponding to a predetermined difference in depths; and drilling is stopped when said substantially continuous succession of acceptable values for said predetermined depth difference has been detected. Procédé de réalisation d'un pieu foré selon la revendication 1, caractérisé en ce que : pour chaque profondeur, on calcule une deuxième variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées et on mémorise les valeurs successives de la deuxième variable pour les profondeurs successives, on traite les valeurs successives desdites première et deuxième variables pour rechercher dans les valeurs successives de chacune desdites variables une succession sensiblement continue de valeurs de chacune desdites variables correspondant à une qualité de granite acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une même différence de profondeurs prédéterminée ; on interrompt le forage lorsqu'on a détecté ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite même différence de profondeurs prédéterminée. Method for producing a bored pile according to claim 1, characterized in that : for each depth, a second variable representative of the quality of the terrain encountered is calculated from the stored measurements and the successive values of the second variable are stored for the successive depths, the successive values of said first and second variables are processed to find in the successive values of each of said variables a substantially continuous succession of values of each of said variables corresponding to an acceptable quality of granite, for successive depths corresponding to the same predetermined difference in depth ; the drilling is interrupted when said substantially continuous succession of acceptable values for said same predetermined difference in depth has been detected. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la valeur mesurée de chaque paramètre est calculée en mesurant ledit paramètre à des intervalles de temps prédéterminés en affectant à une profondeur déterminée une valeur de paramètre égale à la valeur moyenne des mesures faites auxdits intervalles de temps correspondant à ladite profondeur.Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the measured value of each parameter is calculated by measuring said parameter at predetermined time intervals by assigning to a determined depth a parameter value equal to the average value of the measurements made at said time intervals corresponding to said depth. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première variable est la valeur moyennée du couple de l'outil et ladite deuxième variable est une fonction de la poussée, de la vitesse de pénétration de l'outil et de la vitesse de rotation de l'outil.Method according to claim 2, characterized in that said first variable is the average value of the tool torque and said second variable is a function of the thrust, the penetration speed of the tool and the rotation speed of the tool. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite deuxième variable est calculée à partir de la formule suivante : P Vr Vp dans laquelle P est la poussée, Vr est la vitesse de rotation et Vp la vitesse de pénétration.Method according to claim 4, characterized in that said second variable is calculated from the following formula: P V r V p in which P is the thrust, V r is the speed of rotation and V p the speed of penetration. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur de ladite première variable est considérée comme acceptable si elle est inférieure à une valeur prédéterminée, et la valeur de ladite seconde variable est considérée comme acceptable si elle est supérieure à une valeur prédéterminée.A method according to claim 5, characterized in that the value of said first variable is considered to be acceptable if it is less than a predetermined value, and the value of said second variable is considered to be acceptable if it is greater than a predetermined value. Machine de réalisation d'un pieu foré dans un terrain dur comprenant un outil de forage fixé à l'extrémité inférieure d'un train de tiges et des moyens pour provoquer la rotation du train de tiges et son enfoncement dans le sol, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : des capteurs pour mesurer des caractéristiques dynamiques de l'outil de forage comprenant au moins certaines des caractéristiques suivantes : couple de l'outil, vitesse de pénétration de l'outil, vitesse de rotation de l'outil, poussée exercée sur l'outil ; des moyens pour mémoriser au fur et à mesure de leur acquisition les mesures faites par lesdits capteurs pour des profondeurs successives correspondant à un pas prédéterminé ; des moyens pour calculer, pour chaque profondeur, au moins une première variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées, et des moyens pour mémoriser les valeurs successives de la première variable pour les profondeurs successives au fur et à mesure de leur calcul ; des moyens pour traiter les valeurs successives de ladite variable pour rechercher parmi les valeurs successives de ladite variable une succession sensiblement continue de valeurs de la variable correspondant à une qualité de terrain acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une différence de profondeurs prédéterminée ; et des moyens pour interrompre le forage lorsque ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite différence de profondeur prédéterminée a été détectée. Machine for making a pile drilled in hard ground comprising a drilling tool fixed to the lower end of a drill string and means for causing the rotation of the drill string and its driving into the ground, characterized in that that it also includes: sensors for measuring dynamic characteristics of the drilling tool comprising at least some of the following characteristics: tool torque, tool penetration speed, tool rotation speed, thrust exerted on the tool; means for memorizing, as they are acquired, the measurements made by said sensors for successive depths corresponding to a predetermined pitch; means for calculating, for each depth, at least a first variable representative of the quality of the terrain encountered from the stored measurements, and means for storing the successive values of the first variable for the successive depths as they are calculation; means for processing the successive values of said variable to search among the successive values of said variable for a substantially continuous succession of values of the variable corresponding to an acceptable quality of terrain, for successive depths corresponding to a predetermined difference in depths; and means for interrupting drilling when said substantially continuous succession of acceptable values for said predetermined difference in depth has been detected. Machine de réalisation d'un pieu foré selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : pour chaque profondeur, des moyens pour calculer une deuxième variable représentative de la qualité du terrain rencontré à partir des mesures mémorisées et pour mémoriser les valeurs successives de la deuxième variable pour les profondeurs successives, des moyens pour traiter les valeurs successives desdites première et deuxième variables pour rechercher dans les valeurs successives de chacune desdites variables une succession sensiblement continue de valeurs de chacune desdites variables correspondant à une qualité de granite acceptable, pour des profondeurs successives correspondant à une même différence de profondeurs prédéterminée ; et des moyens pour interrompre le forage lorsqu'on a détecté ladite succession sensiblement continue de valeurs acceptables pour ladite même différence de profondeurs prédéterminée. Machine for producing a bored pile according to claim 7, characterized in that it further comprises: for each depth, means for calculating a second variable representative of the quality of the terrain encountered from the stored measurements and for storing the successive values of the second variable for the successive depths, means for processing the successive values of said first and second variables to search in the successive values of each of said variables for a substantially continuous succession of values of each of said variables corresponding to an acceptable quality of granite, for successive depths corresponding to the same difference in predetermined depths; and means for interrupting drilling when said substantially continuous succession of acceptable values for said same predetermined difference in depth has been detected. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la valeur mesurée de chaque paramètre est calculée en mesurant ledit paramètre à des intervalles de temps prédéterminés en affectant à une profondeur déterminée une valeur de paramètre égale à la valeur moyenne des mesures faites auxdits intervalles de temps correspondant à ladite profondeur.Machine according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the measured value of each parameter is calculated by measuring said parameter at predetermined time intervals by assigning to a determined depth a parameter value equal to the average value of the measurements made at said time intervals corresponding to said depth. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite première variable est la valeur moyennée du couple de l'outil et ladite deuxième variable est une fonction de la poussée, de la vitesse de pénétration de l'outil et de la vitesse de rotation de l'outil.Machine according to claim 2, characterized in that said first variable is the average value of the tool torque and said second variable is a function of the thrust, the penetration speed of the tool and the speed of rotation of the tool.
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