Dalle en béton vibré, armé ou précontraint, servant de
couverture pour un ouvrage souterrain
peu profond.
L'invention a pour objet une dalle en béton vibré,
armé ou précontraint, servant de couverture pour un ouvrage
souterrain peu profond,réalisée à partir d'un chantier attenant
à l'ouvrage sans déranger la voierie qui surplombe la dalle,
et un procédé pour la construire.
Lorsqu'il s'agit de construire un ouvrage souterrain
comme un tunnel routier, une partie de métro, etc. on réalise
d'abord une dalle de couverture en dessous de laquelle on
creuse le tunnel proprement dit. Si l'ouvrage souterrain est peu profond on réalise habituellement la dalle de couver- ture à partir de la surface, c'est-à-dire qu'on fait un déblai
à ciel ouvert jusqu'au niveau inférieur de la dalle à construire,
j on coule la dalle et l'on remblaie par dessus jusqu'au niveau de la voierie initiale.
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qu'on éventre la voierie et perturbe la circulation en surface.
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une dalle en béton vibré, armé ou précontraint, servant de cou- verture pour un ouvrage souterrain peu profond, à partir d'un chantier attenant à l'ouvrage sans déranger la voierie qui surplombe la dalle.
La dalle conforme à l'invention est constituée par des tuyaux rigides jointifs, circulaires ou polygonaux, d'une longueur comprise avantageusement entre 30 et 100 m environ, alignés côte à cote en substance horizontalement à partir du chantier, et remplis comp lètement de béton vibré, armé ou précontraint, la distance entre la voierie intacte et la dalle étant
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placer et les tuyaux étant mis en communication deux à deux à intervalles réguliers par des orifices coiitigus, de sorte que,
<EMI ID=4.1>
cevoir la conduite flexible d'une pompe à 'béton, l'extrémité
de cette conduite pouvant être introduite par l'orifice le plus éloigné du chantier dans le tuyau voisin, garni au préalable soit de cages d'armatures ou d'une poutrelle, soit de fils ou gaines de contrainte, puis le béton poussé dans ce dernier tuyau peut être vibré à travers les autres orifices par un homme qui se trouve dans le premier tuyau.
Suivant l'invention le chantier attenant à l'ouvrage est situé soit en dehors de la voierie, a la forme d'une tranchée ayant des dimensions tout juste suffisantes pour assurer l'accès
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d'un pont mobile pour maintenir la libre circulation pendant les travaux.
Les tuyaux rigides jointifs, circulaires ou polygonaux de la dalle, sont en asbeste-ci.ment, métal, béton armé ou béton avec un. noyau métallique, ont un diamètre intérieur
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des tuyaux jointifs ayant une longueur comprise entre 1 et 5 m.
L'invention concerne également un procédé de construction d'une dalle en béton vibré, armé ou précontraint, servant de couverture pour un ouvrage souterrain peu profond, à partir d'un chantier attenant à l'ouvrage sans déranger la voierie qui surplombe la dalle.
Suivant le procédé, on enfonce au moyen d'un vérin hydraulique à l'emplacement de la dalle à construire, en substan-
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d'une rangée de tuyaux rigides jointifs, circulaires ou polygonaux , alignés côte à cote, les terres étant retirées de façon connue en soi lors de l'enfoncement des segments de sorte
que tous les tuyaux sont tous vides et ouverts à l'air libre du côté du chantier, on enfonce avec précision des cages d'armature ou une poutrelle dans le premier tuyau de la rangée au moyen d'un vérin hydraulique ou bien on fixe de façon classique dans ce tuyau des fils ou des gaines de contrainte, on fait amener par un homme la conduite flexible d'une pompe à béton dans le tuyau voisin jusqu'à ce que l'extrémité de la conduite passe dans le premier tuyau en traversant le dernier orifice de communication prévu dans les tuyaux et, tandis qu'on pousse le béton de l'arrière vers l'avant de sorte que le premier tuyau
se remplit complètement, l'homme placé dans le tuyau voisin introduit un vibrateur à aiguille successivement dans tous les autres orifices pour faire vibrer le béton, on remplit ensuite
le second tuyau à partir du troisième et ainsi de suite jusqu'à ce que tous les tuyaux soient remplis de béton vibré, armé ou précontraint, sauf le dernier, qui peut rester vide.
En effet, on peut toujours prévoir un tube supplémentaire qui ne fait pas partie intégrante de la dalle mais sert uniquement de couloir communicant pour le bétonnage du tuyau précédent. Bien entendu on remplit éventuellement le dernier tuyau soit de la façon classique, c'est-à-dire en le remplissant partiellement de béton et en achevant l'opération avec du mortier, soit en introduisant le béton à l'arrière du tuyau par un canal vertical qui traverse la voierie.
Il va de soi que le procédé décrit ne limite pas l'ordre de remplissage des tuyaux ni le nombre de tuyaux qu'il faut utiliser en même temps pour amener le béton au fond des tuyaux voisins à bétonner; dans certains cas particuliers
le nombre de tuyaux vides au terme du bétonnage suivant l'invention peut être supérieur à 1.
La dalle ayant été réalisée sans affecter la voierie
on peut évidemment aborder la construction de l'ouvrage souterrain proprement dit suivant les procédés classiques. Il y a lieu de remarquer que la résistance de la dalle dépend de la résistance du béton utilisé pour remplir les tuyaux ; la résistance de la dalle ne varie pas selon que les tuyaux sont solidarisés ou non et,en pratique,un interstice de 10 cm entre deux tuyaux voisins est parfaitement tolérable. Il suffit évidemment qu'on empêche que des matières meubles et de l'eau passe entre ces interstices, ce qu'on fait de façon connue en soi.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention.
La Fig.l représente en élévation une vue d'ensemble d'un ouvrage souterrain peu profond à construire avec sa dalle de couverture déjà réalisée et le chantier attenant;
la Fig.2 est une coupe longitudinale suivant la
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la Fig.3 est la coupe droite agrandie de deux tuyaux adjacents communicants de la Fig.2;
la Fig.4 est la coupe longitudinale d'un. segment élémentaire de tuyau vue au début du bétonnage et,
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Conformément à l'invention, la dalle de couverture 1
(Fig.l) d'un ouvrage souterrain 2 peu profond est réalisée en dessous d'une voierie 3 d'une agglomération, cette voierie
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brisées les murs 4 et le sol ? de l'ouvrage à construire;
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sa section ABCD. Il peut être avantageusement un emplacement situé en contrebas de la voierie comme la bordure d'un jardin public, ou une tranchée creusée au voisinage de la voierie.
La dalle 1 est constituée par des tuyaux rigides T
(Fig.2) obtenus en mettant bout à bout des segments élémentaires S (Fig.4) dont la longueur varie habituellement entre 1 et 5 m.
Suivant l'invention on enfonce successivement les segments élémentaires au moyen d'un vérin hydraulique qui les pousse dans le sol tandis qu'on évacue les terres au fur et à mesure de l'avancement du travail, soit à la pelle, soit au moyen d'une machine à creuser du type à vis d'Arc�imède.
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que à l'endroit de la jonction pour éviter l'entrée de terre
de sorte que les tuyaux jointifs ainsi créés restent parfaitement vides.
Comme on n'enfonce généralement pas les segments élémentaires de tous les tuyaux en même temps, il y a assez de place disponible sur le chantier pour entreposer non seulement une réserve de segments élémentaires, mais aussi des vérins hydrauliques et des éléments d'armature ainsi que des vibrateurs à aiguille destinés à faire vibrer le béton armé ou précontraint dont seront emplis les tuyaux.
Chaque segment élémentaire comporte, dans son plan
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régulièrement tous les 2 ou 3 m, de sorte que chaque tuyau
vide de la dalle communique avec ses voisins; ces orifices ont avantageusement un diamètre de l'ordre de 0,15 à 0,20 m. Si l'on considère par exemple les premiers tuyaux Tl et T2 (Fig.2, 3)
de la rangée de tuyaux de la dalle à bétonner, on voit que les orifices Ul, U2 et U3 (Fig.3,4) de la série du côté gauche du tuyau Tl correspondent aux orifices du cote droit du tuyau T2, les orifices du côté droit du tuyau Tl étant obturés par le sol. Ceci est représenté à la figure 4 où le premier segment du tuyau Tl est obturé par le sol en X,les segments successifs du tuyau Jointif étant ajoutés au bout ouvert Y, et ainsi de suite.
Pour constituer un tuyau en béton armé on enfonce
avec précision dans ce tuyau au moyen d'un vérin hydraulique soit des cages d'armature 7 élémentaires (Fig.3), soit des bouts
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tuyau.
Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention on garnit ainsi le premier tuyau Tl de la rangée (Fin.2).
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et gagne le fond de ce tuyau, bouché par le sol, tirant avec lui une conduite flexible raccordée à une pompe à béton stationnant en surface. Il fait passer le bout de cette conduite par les orifices contigus Ul (Fig.4) et l'on actionne la pompe; le béton se répand au fond du tuyau Tl et remplit progressivement ce dernier sans former de cavernes, le béton étant poussé dans le sens des flèches.
L'homme introduit un vibrateur à aiguille 11 dans l'orifice commun U2 et fait vibrer le béton dans la région avoisinante ; il bouche ensuite l'orifice et procède de même manière pour tous les autres orifices de sorte que le béton est vibré
sur toute la longueur du tuyau Tl.
On arme ensuite le tuyau T2 et on le bétonne avec vibration en utilisant le tuyau T3 comme couloir de travail. On peut bétonner ainsi tous les tuyaux de la rangée sauf le dernier. Si ce dernier, le tuyau Z�fait partie intégrante de la dalle
à construire, le bétonnage peut être effectué de façon classique, c'est-à-dire en poussant du béton depuis l'ouverture vers le
fond et en remplissant les vides restants au moyen de mortier;
ou bien on peut pousser le béton du fond vers l'avant, en utilisant un canal vertical qui traverse la voierie. Il y a
lieu de remarquer que le béton ne peut être vibré qu'en plaçant un homme en aval du courant de béton, l'homme reculant constamment vers la sortie du tuyau.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, on peut éviter
cet inconvénient en prévoyant un tuyau supplémentaire, après
le tuyau Z; comme ce dernier ne fait pas partie intégrante de
la dalle ce tuyau peut rester vide.
Si l'on désire que la dalle, ou une partie de celle-ci, soit en béton précontraint, on fixe de façon connue en soi des fils ou des gaines de contrainte, par exemple en ancrant ces éléments de contrainte dans le fond des tuyaux au moyen d'un bouchon en béton. '
On procède ensuite comme pour le béton armé vibré .
On a réalisé suivant l'invention une dalle expéri-
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jointifs d'une longueur totale de 100 m. Les segments élémentaires avaient un diamètre intérieur de 1,20 m, un diamètre extérieur
de 1,33m et l'écartement moyen entre deux tuyaux voisins étant
de l'ordre de 0,10 m. Le niveau supérieur de la dalle se situait
à 1,20 cm en dessous de la voierie.
On a remarqué que le béton armé ainsi vibré suivant l'invention, avait une résistance exceptionnelle. Des essais isolés ont révélé que cette résistance est la plus grande quand l'armature du tuyau est une poutrelle (Fig.�); on pense que ce résultat provient de ce que la poutrelle, en se mettant à vibrer elle-même sous l'action indirecte de l'aiguille du vibrateur, accélère le processus de compaction du béton liquide.
D'autre part, la voierie sous laquelle la dalle expérimentale a été réalisée (la place Astrid à Anvers) n'a subi
aucune déformation.
On peut évidemment constituer des dalles de couverture dont les tuyaux ont une longueur supérieure à 100 m; il
suffit pour cela d'appliquer au béton la pression nécessaire
pour le pousser jusqu'au bout des tuyaux.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la formation d'exécution qui a été décrite et représentée à titre d'exemple et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant
des modifications.
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REVENDICATIONS
L.- Dalle en béton vibré, armé ou précontraint, servant de couverture pour un ouvrage souterrain peu profond , réalisée à partir d'un chantier attenant à l'ouvrage sans déranger
la voierie qui surplombe la dalle, caractérisée en ce que celle-
ci est constituée par des tuyaux rigides jointifs, circulaires
ou polygonaux, d�une longueur comprise avantageusement entre 30
et 100 m environ, alignés côte à côte en substance horizontale-
ment à partir du chantier, et remplis complètement de-béton'
vibré, armé ou précontraint, la distance entre la voierie in-
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intérieur de tels tuyaux étant suffisant pour permettre à des
hommes de s'y déplacer et les tuyaux étant mis en communication
deux à deux à intervalles réguliers par des orifices contigus,
de sorte que, avant l'introduction du béton, un des tuyaux
vides peut recevoir la conduite flexible d'une pompe à béton,
l'extrémité de cette conduite pouvant être introduite par l'ori-
fice le plus éloigné du chantier dans le tuyau voisin, garni
au préalable soit de cages d'armatures ou d'une poutrelle,
soit de fils ou gaines de contrainte, puis le béton poussé dans
ce dernier tuyau peut être vibré à travers les autres orifices
par un homme qui se trouve dans le premier tuyau.
Vibrated concrete slab, reinforced or prestressed, serving as
cover for an underground structure
shallow.
The subject of the invention is a vibrated concrete slab,
reinforced or prestressed, serving as cover for a structure
shallow underground, made from an adjoining site
to the work without disturbing the road which overhangs the slab,
and a method for constructing it.
When it comes to building an underground structure
like a road tunnel, part of a metro, etc. we realize
first a cover slab below which we
dig the actual tunnel. If the underground structure is shallow, the roofing slab is usually made from the surface, that is to say, a cut is made.
open to the lower level of the slab to be built,
j we pour the slab and backfill over it to the level of the initial road.
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that the roads are gutted and disrupted surface traffic.
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a vibrated concrete slab, reinforced or prestressed, serving as roofing for a shallow underground structure, from a site adjoining the structure without disturbing the road which overhangs the slab.
The slab according to the invention is formed by joined rigid pipes, circular or polygonal, with a length advantageously between 30 and 100 m approximately, aligned side by side substantially horizontally from the site, and completely filled with concrete. vibrated, reinforced or prestressed, the distance between the intact roadway and the slab being
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place and the pipes being put in communication two by two at regular intervals by adjacent orifices, so that,
<EMI ID = 4.1>
consider the flexible pipe of a concrete pump, the end
of this pipe which can be introduced through the orifice furthest from the site into the neighboring pipe, lined beforehand either with reinforcing cages or a joist, or with stress wires or sheaths, then the concrete pushed into the latter pipe can be vibrated through the other holes by a man who sits in the first pipe.
According to the invention, the site adjoining the work is located either outside the road, has the shape of a trench having dimensions just sufficient to ensure access
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a movable bridge to maintain free movement during the works.
The joined rigid pipes, circular or polygonal of the slab, are made of asbestos-ci.ment, metal, reinforced concrete or concrete with a. metal core, have an internal diameter
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contiguous pipes having a length of between 1 and 5 m.
The invention also relates to a method of constructing a slab in vibrated, reinforced or prestressed concrete, serving as a cover for a shallow underground structure, from a site adjoining the structure without disturbing the road which overhangs the slab. .
According to the process, it is driven by means of a hydraulic cylinder at the location of the slab to be constructed, in substan-
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a row of adjoining rigid pipes, circular or polygonal, aligned side by side, the earths being removed in a manner known per se when the segments are driven in so
that all the pipes are all empty and open to the air on the site side, reinforcing cages or a joist are inserted with precision into the first pipe of the row by means of a hydraulic cylinder or else fixed In the conventional way in this pipe, wires or stress sheaths, the flexible pipe of a concrete pump is brought by a man into the neighboring pipe until the end of the pipe passes through the first pipe while crossing the last communication hole provided in the pipes and, while pushing the concrete from the back to the front so that the first pipe
fills up completely, the man placed in the neighboring pipe introduces a needle vibrator successively into all the other openings to make the concrete vibrate, we then fill
the second pipe from the third and so on until all the pipes are filled with vibrated, reinforced or prestressed concrete, except the last, which can remain empty.
Indeed, one can always provide an additional tube which is not an integral part of the slab but serves only as a communicating corridor for the concreting of the previous pipe. Of course, the last pipe is possibly filled either in the conventional way, that is to say by partially filling it with concrete and completing the operation with mortar, or by introducing the concrete at the rear of the pipe by a vertical channel which crosses the road.
It goes without saying that the method described does not limit the order of filling of the pipes nor the number of pipes which must be used at the same time to bring the concrete to the bottom of the neighboring pipes to be concreted; in some special cases
the number of empty pipes at the end of the concreting according to the invention may be greater than 1.
The slab having been made without affecting the road
one can obviously approach the construction of the underground work itself according to the traditional methods. It should be noted that the strength of the slab depends on the strength of the concrete used to fill the pipes; the resistance of the slab does not vary depending on whether the pipes are joined or not and, in practice, a gap of 10 cm between two neighboring pipes is perfectly tolerable. Obviously, it suffices to prevent loose matter and water from passing between these interstices, which is done in a manner known per se.
The accompanying drawings show by way of example one embodiment of the invention.
The Fig.l shows in elevation an overview of a shallow underground structure to be built with its cover slab already completed and the adjoining site;
Fig. 2 is a longitudinal section along
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Fig.3 is an enlarged cross section of two adjacent communicating pipes of Fig.2;
Fig.4 is the longitudinal section of a. elementary pipe segment seen at the start of concreting and,
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According to the invention, the cover slab 1
(Fig.l) of a shallow underground structure 2 is carried out below a road 3 of an urban area, this road
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broken the walls 4 and the floor? the work to be built;
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
its ABCD section. It can advantageously be a location located below the road, such as the edge of a public garden, or a trench dug in the vicinity of the road.
Slab 1 is made up of rigid pipes T
(Fig. 2) obtained by placing elementary segments S (Fig. 4) end to end, the length of which usually varies between 1 and 5 m.
According to the invention, the elementary segments are successively driven by means of a hydraulic cylinder which pushes them into the ground while the soil is removed as the work progresses, either with a shovel or by means of of an Arc screw type digging machine.
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only at the junction to avoid the entry of earth
so that the joined pipes thus created remain perfectly empty.
As the elementary segments of all pipes are not generally driven in at the same time, there is enough room available on the job site to store not only a reserve of elementary segments, but also hydraulic cylinders and reinforcing elements as well. than needle vibrators intended to vibrate the reinforced or prestressed concrete with which the pipes will be filled.
Each elementary segment comprises, in its plane
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regularly every 2 or 3 m, so that each pipe
empty slab communicates with its neighbors; these orifices advantageously have a diameter of the order of 0.15 to 0.20 m. If we consider for example the first pipes Tl and T2 (Fig. 2, 3)
of the row of pipes of the slab to be concreted, we see that the orifices Ul, U2 and U3 (Fig.3,4) of the series on the left side of the pipe Tl correspond to the orifices on the right side of the pipe T2, the orifices of the right side of the pipe Tl being closed by the ground. This is shown in Figure 4 where the first segment of the pipe Tl is closed by the ground in X, the successive segments of the jointed pipe being added to the open end Y, and so on.
To constitute a reinforced concrete pipe we push
with precision in this pipe by means of a hydraulic cylinder either elementary 7 reinforcement cages (Fig. 3), or ends
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pipe.
According to a preferred embodiment of the invention, the first pipe Tl of the row (Fin.2) is thus lined.
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and reaches the bottom of this pipe, blocked by the ground, pulling with it a flexible pipe connected to a concrete pump stationed on the surface. It passes the end of this pipe through the contiguous orifices Ul (Fig.4) and the pump is actuated; the concrete spreads to the bottom of the pipe Tl and gradually fills the latter without forming caverns, the concrete being pushed in the direction of the arrows.
The man introduces a needle vibrator 11 into the common orifice U2 and vibrates the concrete in the neighboring region; he then plugs the orifice and proceeds in the same way for all the other orifices so that the concrete is vibrated
over the entire length of the pipe Tl.
The T2 pipe is then armed and it is concreted with vibration using the T3 pipe as a working corridor. All the pipes in the row can be concreted in this way except the last one. If the latter, pipe Z � is an integral part of the slab
to be constructed, the concreting can be carried out in a conventional way, that is to say by pushing concrete from the opening towards the
melting and filling the remaining voids with mortar;
or we can push the concrete from the bottom forward, using a vertical channel that crosses the road. There is
It should be noted that concrete can only be vibrated by placing a man downstream of the concrete stream, the man constantly backing up towards the outlet of the pipe.
As indicated above, we can avoid
this disadvantage by providing an additional pipe, after
the Z pipe; as the latter is not an integral part of
the slab this pipe can remain empty.
If it is desired that the slab, or part of it, is made of prestressed concrete, wires or stress sheaths are fixed in a manner known per se, for example by anchoring these stress elements in the bottom of the pipes. by means of a concrete plug. '
We then proceed as for vibrated reinforced concrete.
An experimental slab was produced according to the invention.
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contiguous with a total length of 100 m. The elementary segments had an internal diameter of 1.20 m, an external diameter
1.33m and the average spacing between two neighboring pipes being
of the order of 0.10 m. The upper level of the slab was
1.20 cm below the road.
It has been noted that the reinforced concrete thus vibrated according to the invention had exceptional resistance. Isolated tests have shown that this resistance is greatest when the reinforcement of the pipe is a joist (Fig. �); it is believed that this result comes from the fact that the joist, by starting to vibrate itself under the indirect action of the vibrator needle, accelerates the process of compaction of the liquid concrete.
On the other hand, the road under which the experimental slab was built (the Astrid square in Antwerp) did not undergo
no distortion.
It is obviously possible to form cover slabs with pipes having a length greater than 100 m; he
it suffices to apply the necessary pressure to the concrete
to push it to the end of the pipes.
Of course, the invention is not limited to the execution formation which has been described and shown by way of example and one would not depart from its scope by providing
modifications.
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CLAIMS
L. - Vibrated concrete slab, reinforced or prestressed, serving as cover for a shallow underground structure, made from a site adjacent to the structure without disturbing
the road which overhangs the slab, characterized in that it
this is made up of joined rigid pipes, circular
or polygonal, with a length advantageously between 30
and about 100 m, aligned side by side essentially horizontal -
ment from the site, and completely filled with concrete '
vibrated, armed or prestressed, the distance between the
<EMI ID = 20.1>
interior of such pipes being sufficient to allow
men to move there and the pipes being put in communication
two by two at regular intervals through contiguous orifices,
so that, before the concrete is introduced, one of the pipes
empty can accommodate the flexible pipe of a concrete pump,
the end of this pipe can be introduced through the ori-
fice furthest from the site in the neighboring pipe, lined
beforehand either reinforcement cages or a joist,
either wires or stress sheaths, then the concrete pushed into
this last pipe can be vibrated through the other holes
by a man who is in the first pipe.