Ouvrages de Stationnement

LIGNES DIRECTRICES

POUR LA CONCEPTION,

LA CONSTRUCTION,

LA RÉFECTION

ET L'ENTRETIEN

D'OUVRAGES

DE STATIONNEMENT

DURABLES

Mars 1994

REMERCIEMENTS

Le présent projet a été financé par le Programme des biens immobiliers et le Groupe interministériel de rechercheet d'exploitation énergétique, Efficacité énergétique - Bâtiments Tâche 1.4.

Travaux publics et Services gouvernementaux Canada désire souligner le soutien technique apporté par HalsallAssociates Limited à l'élaboration du présent document.

DÉNI DE RESPONSABILITÉ

Le présent rapport est diffusé à titre indicatif uniquement et ne reflète pas nécessairement le point de vue dugouvernement du Canada ni ne constitue un cautionnement des politiques ou programmes actuels ou futurs.Le gouvernement du Canada, ses ministres, représentants, employés et agents ne garantissent d'aucunemanière la valeur du présent rapport et n'assument aucune responsabilité quant à son application.

AVANT-PROPOS

Le projet qui consiste à élaborer des lignes directrices applicables aux ouvrages de stationnementdurables a été proposé par la Division recherche, développement et projets-témoins et financé par leProgramme des biens immobiliers et le Groupe interministériel de recherche et d'exploitationénergétique. La recherche a été menée en collaboration avec Halsall Associates Limited. Le projet avaitpour objectif l'élaboration de lignes directrices précises pour la conception, la construction, la réfectionet l'entretien des ouvrages de stationnement.

Chaque année, Travaux publics et Services gouvernementaux Canada dépense des sommes fabuleusespour la réfection et l'entretien des ouvrages de stationnement. Bien que la nécessité d'un certain niveaud'entretien soit généralement admise, il n'en demeure pas moins que les méthodes de conception et deconstruction employées par le passé n'offrent pas une protection suffisante contre les produitschimiques de déglaçage à base de chlorure appliqués en quantités de plus en plus importantes dans lesstationnements qui sont en service aujourd'hui. Les sels transportés dans les stationnements par lesvéhicules migrent à travers le béton et finissent par corroder les éléments en acier noyés dans la masse.

Au cours des cinq dernières années, l'Administration centrale des Services d'architecture et de génie,Direction de la technologie a, en collaboration avec l'Institut de recherche en construction (IRC) duConseil national de recherches du Canada (CNRC), surveillé la performance de plusieurs ouvrages destationnement et évalué diverses stratégies de réfection en vue de mettre au point des techniquesefficaces de réhabilitation et d'entretien des garages de stationnement intérieurs. La plus grande partiedes connaissances acquises au cours de cette étude de plusieurs années a servi à l'élaboration desprésentes lignes directrices. Ce document devrait se révéler très utile pour les constructeurs, lesexploitants et les gestionnaires immobiliers. Il faut cependant souligner que les décisions en matière deconception, de construction, de réfection et d'entretien doivent être prises par des spécialistes qualifiés.En appliquant des méthodes appropriées, il est possible de prolonger considérablement la vie utile desgarages de stationnement.

Si vous avez des commentaires à formuler sur la teneur du présent document ou si vous désirez obtenirde plus amples renseignements, n'hésitez pas à communiquer avec moi.

Allan Wiseman

Gestionnaire de projetTravaux publics et Services gouvernementaux CanadaServices d'architecture et de génieRecherche, développement et projets-témoinsÉdifice Sir Charles TupperOttawa (Ontario)

Téléphone : (613) 736-2057Télécopieur : (613) 736-2826

Laura Duffy

Place du Portage, Phase III, 8B1 11 rue Laurier Hull, Québec, K1A 0S5 Téléphone (819) 956-3422 Télécopieur (819) 956-3400

Lignes directrices pour ouvrages de stationnement durables

ii

TABLE DES MATIÈRES

Page

INTRODUCTION

Contexte iii

Objet iv

Objectif iv

Portée iv

Chapitre 1Principes généraux de conception et de construction d'ouvrages durables 1

Chapitre 2Détails de conception et de construction d'ouvrages de stationnement durables 29

Chapitre 3La durabilité dans la conception d'ouvrages de stationnementprécontraints par post-tension 63

Chapitre 4Essai des matériaux et contrôle de la qualité en cours de construction 88

Chapitre 5Guide d'exploitation et d'entretien des garages de stationnement 110

Chapitre 6Évaluation des ouvrages de stationnement en béton armé 133

Chapitre 7Évaluation des ouvrages de stationnement en béton précontraint par post-tension 159

Chapitre 8Considérations techniques, pratiques et économiques pour l'élaboration destratégies de réfection d'ouvrages de stationnement 179

Chapitre 9Hydrofuges et membranes d'imperméabilisation 206


iii

INTRODUCTION

Contexte

Depuis la fin des années 1970, la détérioration prématurée des ouvrages destationnement est devenue une source importante de préoccupation pour lespropriétaires des secteurs public et privé, lorsqu'il est clairement apparu que,dans la très grande majorité des cas, les méthodes de conception et deconstruction couramment employées ne permettaient pas de protégerconvenablement ces ouvrages contre les divers mécanismes de détérioration.

Cette détérioration était largement attribuable à l'utilisation de plus en plusintensive de produits chimiques de déglaçage à base de chlorure. Les selstransportés dans les garages par les véhicules migrent dans le béton etprovoquent la corrosion des éléments noyés en acier, comme les armatures, lescâbles de précontrainte des ouvrages précontraints par post-tension etpré-tension et l'acier de construction dans les ouvrages composites.

Avant mai 1988, il n'existait dans les codes aucune disposition à l'intention desconcepteurs d'ouvrages de stationnement. Les garages de stationnement étaientconçus en regard des codes du bâtiment, qui ne précisaient ni ne reflétaient lesfacteurs environnementaux auxquels ces ouvrages sont exposés. Pour garantirune amélioration sensible du rendement des nouveaux ouvrages destationnement, la CSA a mis au point la norme S413-87, ? Ouvrages destationnement ? , laquelle a été incluse dans le Code du bâtiment de l'Ontariodès mai 1988, puis dans le Code national du bâtiment du Canada. Cette normerégit notamment le dosage des mélanges de béton, les systèmes de protection,les chapes en béton, les pentes et le drainage, les joints de construction ainsique l'inspection, l'essai et l'entretien des ouvrages. Cette version de la normesera remplacée par la version CSA/CAN S413-94, qui devrait paraître auprintemps de 1995.

Des études ont montré qu'il est possible de construire des ouvrages destationnement durables à condition de bien planifier les travaux et d'apporterbeaucoup de soin aux détails de conception, de contrôler la qualité au stade dela construction et d'adopter un programme d'entretien qui permettra de réduirela quantité de contaminants auxquels le béton est exposé. Il est par ailleurspossible de réhabiliter les ouvrages de stationnement existants et d'en réduireconsidérablement le taux de détérioration; il demeure toutefois difficile destopper complètement cette dégradation, car il faudrait alors supprimer tous lescontaminants à base de chlorure, tâche qui pourrait se révéler extrêmementardue et coûteuse.


iv

Objet

Le présent document a pour objet de fournir des lignes directrices précisespour la conception, la construction, la réfection et l'entretien des ouvrages destationnement. Il porte sur quatre grands types de systèmes structuraux :

1. Béton coulé en place et armé par des moyens classiques2. Béton coulé en place et précontraint par post-tension3. Béton précontraint par post-tension4. Acier de construction supportant un tablier en béton

Objectif

Le présent document a pour objectif de fournir aux concepteurs et auxentrepreneurs des détails précis dans les domaines mentionnés ci-dessus afin defaciliter la construction de nouveaux garages de stationnement et la réfectiondes ouvrages existants.

Portée

Les présentes lignes directrices sont regroupées en neuf chapitres. Comme laplus grande partie des ouvrages de stationnement comportent des systèmesstructuraux en béton armé classiques ou en béton coulé en place et précontraintpar post-tension, les lignes directrices qui suivent porteront principalement surces systèmes.

Le chapitre 1 offre un aperçu des termes généraux associés aux concepts et auxméthodes mis en oeuvre pour améliorer la durabilité des ouvrages.

Le chapitre 2 porte plus particulièrement sur le dosage du béton, l'agencementstructural, les systèmes de protection, la construction et l'entretien.

Le chapitre 3 traite surtout de la conception des ouvrages précontraints parpost-tension, mais bon nombre des sujets abordés dans ce chapitre s'appliquentaussi aux autres systèmes structuraux.

Le chapitre 4 est consacré à la construction proprement dite et met l'accent surl'essai des matériaux et le contrôle de la qualité. La bonne exécution destravaux de construction a une incidence directe sur la qualité du produit final.Des détails de conception bien pensés deviennent inutiles si la construction etles essais sont bâclés.


v

Le chapitre 5 résume les travaux d'entretien qu'il faut effectuer pour préserverles propriétés structurales, fonctionnelles et esthétiques des ouvrages. Lestravaux mentionnés ne s'appliquent pas à tous les types de garages. Il faudraélaborer un manuel d'entretien adapté aux exigences particulières de chaqueouvrage.

Aux chapitres 6 et 7, on se penche sur les aspects considérés lorsqu'on évaluel'état des ouvrages, le chapitre 7 portant exclusivement sur les ouvragesprécontraints par post-tension. On y traite notamment des études préliminaires,du mappage simple des zones détériorées, des techniques de mesuredestructives et non destructives ainsi que des techniques spéciales. Toutes cestechniques ne s'appliquent pas à toutes les évaluations. L'ingénieur responsabledevra déterminer quels essais sont appropriés et rentables dans le cadre d'uneétude donnée.

Au chapitre 8, on présente diverses stratégies de réfection du point de vuetechnique, pratique et économique.

Le chapitre 9 renferme un exposé détaillé sur les produits et les membranesd'étanchéité. Il existe aujourd'hui sur le marché un grand nombre de produitspour lesquels les fabricants offrent diverses garanties de rendement. La plupartdes ingénieurs concepteurs ne sont pas des spécialistes en matériaux et doiventfonder leur choix sur la documentation fournie par les fabricants ou leurconnaissance pratique de certains produits. On trouvera dans ce chapitre lescritères de rendement et une description générale de ces produits ainsi que lesétapes du processus de sélection.


1

Chapitre 1

PRINCIPES GÉNÉRAUX DE CONCEPTION ETDE CONSTRUCTION D'OUVRAGES DURABLES

TABLE DES MATIÈRES

Page

1.1 PROCESSUS DE DÉTÉRIORATION 3

1.2 ASPECTS CONCEPTUELS DE BASE

1.2.1 Choix du système structural 51.2.1.1 Béton coulé en place 61.2.1.2 Dalles en béton sur ossature en acier de construction 81.2.1.3 Béton préfabriqué 8

1.2.2 Garages fermés ou à ciel ouvert 91.2.3 Charges de calcul 101.2.4 Techniques locales de construction 11

1.3 AUTRES CONSIDÉRATIONS DE CONCEPTION

1.3.1 Drainage 121.3.2 Joints de dilatation 121.3.3 Vibrations 121.3.4 Réduction des contraintes de traction 131.3.5 Éléments noyés 141.3.6 Besoins futurs 151.3.7 Effets des changements volumiques 15


2

1.4 MESURES RECOMMANDÉES POUR AMÉLIORER LA DURABILITÉ

1.4.1 Systèmes de protection interne 161.4.1.1 Écoulement de l'eau 161.4.1.2 Béton 171.4.1.3 Adjuvants 181.4.1.4 Ajouts cimentaires 191.4.1.5 Armature 201.4.1.6 Méthodes de construction 22

1.4.2 Systèmes de protection externes 221.4.2.1 Produits d'étanchéité 231.4.2.2 Hydrofuges 231.4.2.3 Membranes 231.4.2.4 Chapes 241.4.2.5 Protection cathodique 26

RÉFÉRENCES 27


3

1.0 PRINCIPES GÉNÉRAUX DE DURABILITÉ

1.1 PROCESSUS DE DÉTÉRIORATION

Pour obtenir la durabilité et le rendement recherchés, il faut d'abordcomprendre les mécanismes qui sont à l'origine des diverses formes dedétérioration auxquelles les ouvrages de stationnement, neufs ou remis en état,sont exposés. La majorité des ingénieurs qui travaillent à la conception ou à laréfection de ces ouvrages ne sont pas des spécialistes en matériaux ou endurabilité du béton. Les documents qui existent à l'heure actuelle sur lacorrosion des éléments d'acier noyés dans le béton prêtent à confusion et àerreur, ce qui complique la tâche des personnes qui doivent prendre desdécisions importantes en matière de remplacement ou de réfection.

Il faudra mettre au point des techniques qui permettront de prédire avecprécision la vie utile des ouvrages, de tenir compte de la durabilité dans lecalcul des structures et de planifier les travaux d'entretien. Il serait importantd'arriver à ces résultats pour des raisons de sécurité, de rendement etd'économie. La corrosion ne tient pas à un seul mécanisme. La corrosion del'acier d'armature est un processus complexe qui met en jeu des facteursstructuraux, chimiques, physiques et environnementaux.

Un ouvrage a besoin de réparations ou d'entretien lorsqu'on peut observer uneffritement des planchers, des fuites au niveau des joints de dilatation,l'accumulation d'eau stagnante et des dépôts de sel ou des taches de rouille surle dessus et le dessous des dalles ainsi que sur les colonnes ou les murs.


4

On peut observer la formation d'une couche d'oxyde à la surface de l'acier noyédans le béton qui est en contact avec une solution saturée d'hydroxyde decalcium présentant un pH de 12,5 ou plus. La passivation ? c'est ainsi que l'onappelle le processus ? isole l'acier de son environnement, notamment l'oxygènede l'air et la vapeur d'eau, et empêche la corrosion. On considère généralementque le béton est attaqué par les agents environnementaux dès sa mise en place.Si, toutefois, l'alcalinité du béton est réduite, par carbonatation, par exemple, lematériau cesse d'être protégé. Même dans un milieu fortement alcalin, les ionschlorure détruisent la couche de passivation, ce qui déclenche le processus decorrosion. On ne sait pas encore exactement par quel mécanisme la couche depassivation est détruite. Le comité technique 222 de l'American ConcreteInstitute (ACI) a avancé différentes théories :

Théorie de la pellicule d'oxyde - les ions chlorure traversent la pelliculed'oxyde qui protège l'acier et pénètrent par les pores ou par des défautsde la pellicule ou dispersent la pellicule et la rendent moins résistante àla pénétration.

Théorie de l'adsorption - les ions chlorure sont adsorbés à la surface dumétal, ce qui favorise l'hydratation et la dissolution des ions de métal.

Théorie du complexe transitoire - les ions chlorure font concurrenceaux autres ions pour attirer les ions ferreux produits par la corrosion etforment ainsi un complexe soluble de chlorure de fer. Ce complexe sediffuse en s'éloignant de l'anode et permet à la corrosion de s'étendre.Un plus grand nombre d'ions de fer migrent alors dans le béton ens'éloignant du site de corrosion et forment des oxydes complexes quientraînent une augmentation de volume de l'ordre de 400 p. 100, ce quien retour provoque l'apparition de contraintes internes, la délamination,l'effritement, etc.

La carbonatation est un processus au cours duquel le dioxyde de carbone del'atmosphère réagit au contact de l'humidité de la chaux contenue dans le béton.La réaction peut passer par trois phases. Le dioxyde de carbone se diffuse versl'intérieur, puis réagit avec les molécules de H2O pour former des acidescarboniques qui réagissent ensuite avec les composants alcalins du béton. Lapénétration dans le béton se fait lentement et dépend de la teneur en humiditédu béton ainsi que de la température et du taux d'humidité relative. Le taux deCO2 atmosphérique, le type de ciment employé ainsi que le rapport eau-cimentinfluent aussi sur le processus de carbonatation. La pénétration est rapidelorsque le taux d'humidité relative se situe entre 40 et 75 p. 100, et est pluslente par temps très sec ou très humide.


5

Dans le cas d'un béton ordinaire au ciment portland, la carbonatation augmentela résistance et réduit la perméabilité. La réaction finit par abaisser l'alcalinité dela solution saturée, ce qui en fait entraîne la destruction de la pellicule d'oxydede passivation et amorce le processus de corrosion.

La carbonatation cause aussi le retrait. Les cycles de mouillage et de séchagefavorisent la fissuration et le faïençage superficiels du béton exposé.

Il faut aussi considérer les fissures, l'adhérence de l'acier d'armature au béton etle matériau de recouvrement. Dans la plupart des cas, c'est une combinaison deces facteurs qui entraîne la corrosion des armatures et la détérioration du béton.La détérioration est aggravée et accélérée par une mauvaise constructiondécoulant de manques au niveau de la conception, du devis, de la surveillanceet de l'exécution des travaux. La perméabilité est le facteur le plus importantdans la durabilité globale des ouvrages en béton.

1.2 ASPECTS CONCEPTUELS DE BASE

1.2.1 Choix du système structural

Les systèmes structuraux ordinairement employés dans la construction desouvrages de stationnement peuvent être regroupés en trois grandes catégories :

Béton coulé en placeBéton préfabriquéAcier de construction

Les ouvrages de stationnement en béton coulé en place, armé par des moyensclassiques ou précontraint par post-tension, sont les systèmes structuraux lesplus répandus.

Certains systèmes sont, par nature, plus durables que d'autres, mais il estpossible d'améliorer la durabilité de n'importe quel système. Dès les premiersstades de la conception, les concepteurs doivent déterminer quel systèmeconstituera pour le propriétaire le produit le plus durable et le plus économiquetout en satisfaisant à toutes les exigences fonctionnelles. Pour qu'un systèmequelconque soit durable, il faut que les éléments en acier de l'ouvrage soientisolés de l'environnement à teneur en chlorure. La première ligne de défense estsouvent le béton, qui doit donc être de la meilleure qualité. Le béton doit avoirl'épaisseur voulue, présenter un rapport eau-ciment faible, renfermer la


6

proportion adéquate d'entraîneur d'air, être peu perméable et avoir subi lesopérations de finissage et de cure prévues. Les joints de rupture doivent êtreréalisés en des endroits stratégiques, bien façonnés et rendus étanches.

Les ouvrages de stationnement en béton, sont, en dépit de leur aspect massif,flexibles et doivent être conçus de manière à autoriser les mouvements induitspar toutes les sortes de charges, notamment les charges dues à la pesanteur etau vent, les charges sismiques et les charges produites par les variations devolume.

1.2.1.1 Béton coulé en place

Les systèmes structuraux en béton coulé en place sont généralementmonolithiques et ininterrompus, et les éléments de béton sont coulés à leuremplacement final. Les dalles peuvent former des planchers dalle pleine, êtrenervurées ou sans nervures ou encore, dans le cas des dalles unidirectionnelles,être combinées à un système de poutres ou de poutres-maîtresses. Les élémentssont sujets à des moments de flexion tant positifs que négatifs. La fissurationest ordinairement due aux contraintes de traction engendrées par les chargesdynamiques. Ces fissures favorisent généralement la pénétration descontaminants, par exemple, le chlorure et l'eau.

Béton coulé en place armé par des moyens classiques ? Pour améliorer lescaractéristiques de durabilité de ce système, on peut adopter un certain nombrede mesures au moment de la conception :

1. enrobage de l'acier d'armature;2. adjuvants spéciaux, comme des inhibiteurs de corrosion, des

adjuvants entraîneurs d'air, des adjuvants superplastifiants,devant être ajoutés au mélange de béton;

3. augmentation de l'enrobage de béton;4. membranes d'imperméabilisation;5. hydrofuges servant à réduire la pénétration de l'humidité;6. détermination de la largeur maximale de fissuration (ACI 318);7. espacement optimal des joints.


7

Au moment d'envisager l'utilisation de systèmes à dalle mince, comme desdalles nervurées ou planes reposant sur un système de solives, il faut considérerles facteurs suivants :

1. De petites fissures peuvent apparaître à la jonction de la dalle etdes solives. Ce phénomène est causé par des rapports volume-surface et des vitesses de cure différents.

2. Les dalles minces sont plus susceptibles à la fissurationtraversante. Ce phénomène se produit lorsque le treillis (mat)d'acier d'armature placé en partie supérieure et inférieure de ladalle est mis à nu et exposé à la corrosion et donne lieu a unelixiviation sur la sous-face de la dalle. On peut atténuer ceproblème en apportant un soin particulier à la cure ainsi qu'àl'agencement et à la mise en place des armatures, enaugmentant l'épaisseur des dalles et la profondeur des poutreset des solives et en renforçant l'ouvrage au-delà des exigencesdu code du bâtiment. Certaines de ces mesures peuventtoutefois faire grimper les coûts de construction au point derendre ces systèmes franchement prohibitifs.

Béton coulé en place et précontraint par post-tension ? Ce type deconstruction rappelle les systèmes classiques en béton coulé en place, mais lescontraintes de compression induites par les câbles de précontrainte par post-tension réduisent les contraintes de traction qui s'exercent dans les éléments.Ces câbles peuvent être liaisonnés ou non. Parmi les avantages que présente cesystème sur le plan de la durabilité, mentionnons :

1. une fissuration réduite des planchers, ce qui prévient dans unecertaine mesure la pénétration des chlorures et de l'humidité;

2. la possibilité de réduire les dimensions des éléments structurauxou d'augmenter les portées libres;

3. une réduction de la fissuration due au retrait et auxmouvements produits par les variations de température.

Il faut veiller à ne pas induire une contrainte de post-tension excessive, car ilpourrait en résulter un rétrécissement élastique et un fluage.


8

1.2.1.2 Dalles en béton sur ossature en acier de construction

Ce type de système structural comporte une ossature en acier de constructionqui supporte des planchers en béton coulé en place ou préfabriqué. On a par lepassé utilisé des tabliers métalliques ondulés comme coffrage de dalle oucomme coffrage et armature extérieure. Cependant, ce système présentecertains inconvénients, notamment :

1. l'épaisseur de la dalle de béton étant généralement faible, celle-ci est exposée aux problèmes décrits précédemment;

2. le coffrage métallique peut emprisonner l'humidité et favoriserla corrosion;

3. le coffrage métallique peut se corroder, ce qui peut causerl'apparition de taches inesthétiques;

4. la corrosion du coffrage métallique employé comme armatureextérieure peut diminuer la résistance de la dalle;

5. les membranes d'imperméabilisation adhèrent mal aux tabliersdont la sous-face repose dans un coffrage métallique.

Règle générale, ce type de système n'est pas recommandé dans les ouvrages destationnement. La dernière version de la norme CSA 413 stipule que ? lestabliers en acier doivent être utilisés uniquement comme coffrages permanentset ne sont pas conçus pour augmenter la résistance en traction de la dalle deplancher ? 1. Dans ce cas, la stratégie de réfection doit consister à réviser lesystème structural afin d'éliminer les défaillances.

1.2.1.3 Béton préfabriqué

Les ouvrages en béton préfabriqué sont le plus souvent des constructions àportée simple et non pas des constructions monolithiques et ininterrompues.Ces ouvrages ne sont donc pas soumis à des moments négatifs qui pourraientcauser des fissures sous l'effet des contraintes de traction. Ce type de systèmepossède en outre les avantages suivants :

1. En cas de fissuration, les forces de compression induites par lescharges de service tendraient à refermer les fissures.


9

2. En raison de la construction à simple portée, l'armatureprimaire est située en partie inférieure de la dalle, ce quiaugmente l'épaisseur d'enrobage de béton. L'armaturesupérieure est secondaire et offre uniquement une protectioncontre les variations de température.

3. Étant fabriqué en usine dans des conditions rigoureusementcontrôlées, le béton est de très bonne qualité.

4. La pré-tension augmente la résistance et réduit le fléchissementet le risque de fissuration. Elle tend à refermer les fissuresproduites par les charges de service, ce qui réduit l'infiltrationde sel, d'eau et d'air et, par conséquent, les risques decorrosion.

Les inconvénients que présente ce système sur le plan de la durabilité tiennent àla mise en place et à l'entretien d'un grand nombre de raccords et de jointsétanches. Les raccords soudés sont souvent source de corrosion, tandis que larupture des joints étanches favorise l'infiltration des contaminants. Parmi lesconfigurations les plus courantes, mentionnons les planches à âme évidée ainsique les tés simples, doubles, triples et quadruples.

Les systèmes en béton coulé en place et précontraint par post-tension ou pré-tension qui comportent des tés doubles constituent, du point de vue de ladurabilité, de bons systèmes structuraux pour les ouvrages de stationnement.

1.2.2 Garages fermés ou à ciel ouvert

Il a été mentionné précédemment que la conception doit refléterl'environnement dans lequel l'ouvrage sera mis en service. Les ouvrages destationnement fermés et à ciel ouvert sont exposés à des facteursenvironnementaux différents.

Dans le cas des garages de stationnement à ciel ouvert, il faut tenir compte desfacteurs suivants :

1. Ils sont exposés aux cycles de gel/dégel dans toutes les régionsdu Canada, sauf sur l'île de Vancouver.


10

2. Ils sont exposés aux variations journalières et saisonnières detempérature. Les contraintes engendrées par les variations devolume peuvent provoquer la fissuration des dalles de plancher,des poutres et des colonnes.

3. Les joints étanches et les joints de dilatation doivent êtresuffisamment durables pour résister aux opérations dedéneigement et aux rayons ultraviolets.

4. Le toit est soumis à des surcharges dues à la neige quis'ajoutent aux charges normales.

Dans le cas des garages de stationnement fermés, il faut considérer les facteurssuivants :

1. La température ambiante et l'humidité relative y sont plusélevées, ce qui tend à accélérer la corrosion.

2. Il est nécessaire d'assurer une ventilation afin de réduire lesconcentrations de monoxyde de carbone.

Dans les deux cas, le dosage du béton, la réalisation des joints dedésolidarisation, les exigences de ventilation et les systèmesd'imperméabilisation seront donc différents.

1.2.3 Charges de calcul

Dans la partie 4 du Code national du bâtiment du Canada, on énonce lesexigences minimales relatives aux charges de calcul pour les ouvrages destationnement. Le concepteur doit être très précis au moment de calculer lescharges, non seulement celles qui s'exercent sur l'ouvrage achevé et en servicemais aussi celles qui sont produites en cours de construction. Souvent, lescharges imposées par la construction sont plus importantes que les charges deservice. Il faut apporter une attention spéciale aux dalles de toit exposées. Leconcepteur devra tenir compte de plusieurs types de charges, notamment :

1. les charges imposées par l'aménagement paysager; il ne faut pasoublier que les petits arbres que l'on plante aujourd'huicontinuent à croître et exercent une charge de plus en plusimportante sur la dalle;

2. la sorte d'équipement qui sera employé pour le déneigement etson poids;

3. le poids de la neige accumulée, si celle-ci n'est pas enlevée;


11

4. les possibilités d'accès des véhicules du service d'incendie oud'autres véhicules de secours.

L'un ou l'autre de ces facteurs est susceptible de provoquer une surcharge et deproduire un fléchissement excessif et la fissuration de la dalle. Le type desystème d'imperméabilisation utilisé sera aussi touché par ces facteurs.

Les charges latérales pouvant être produites par l'impact des pare-chocs desautomobiles doivent aussi retenir l'attention du concepteur. Il faut concevoir lesbordures périphériques intérieures coulées en même temps que la dalle demanière qu'elles résistent aux charges produites par l'impact des véhicules et ce,afin de protéger la dalle et le système d'imperméabilisation.

Avant le début des travaux de construction, il est très important quel'entrepreneur soumette les données suivantes à l'approbation de l'ingénieurconcepteur :

1. calendrier et ordre de coulée du béton;2. mode de mise en place du béton;3. dessins des ouvrages provisoires et des étaiements, certifiés par

un ingénieur qualifié.

1.2.4 Techniques locales de construction

Dans les grands centres urbains, le concepteur dispose ordinairement d'unegamme complète de compétences. Il peut toutefois arriver que les techniquesde construction en vigueur dans une région influent sur le type de systèmestructural employé dans un ouvrage de stationnement. Ainsi, le fait d'utiliser unsystème peu connu des entrepreneurs locaux peut faire grimper les coûts del'ouvrage et nuire à la qualité du produit fini, ce qui peut entraîner desproblèmes de dégradation prématurée.


12

1.3 AUTRES CONSIDÉRATIONS DE CONCEPTION

1.3.1 Drainage

Le concepteur doit être conscient du fait qu'il est essentiel de mettre en placeun système efficace d'écoulement de l'eau pour assurer la durabilité structuralede l'ouvrage. La conception d'un bon système de drainage repose sur troisgrands éléments : les pentes, les zones collectrices et les tuyaux d'évacuation.Pour obtenir un ouvrage durable, il faut concevoir un système de drainagecapable d'évacuer l'eau rapidement et d'empêcher systématiquement laformation de flaques d'eau, car l'accumulation d'eau, à teneur en sel ou non,accélère la détérioration.

1.3.2 Joints de dilatation

Au moment de la conception, il faut s'efforcer de recourir le moins possible auxjoints de dilatation. Dans certains cas, il est essentiel de prévoir des joints pourprévenir les contraintes, mais les joints favorisent toujours l'infiltrationd'humidité dans le tablier. Le joint le plus efficace est le joint dedésolidarisation, qui permet de dissocier complètement des éléments adjacentsgrâce à l'utilisation de colonnes distinctes de part et d'autre du joint.

Un joint coulissant fournit, d'un côté du joint, un support uniquement verticalet, de l'autre côté, une force latérale minime, voire nulle. Ce joint constituegénéralement un système d'appui qui glisse et tourne pour résister aux chargesverticales. Seuls des matériaux de support coulissants non corrosifs doiventêtre employés. Ainsi, on peut utiliser de l'acier inoxydable et un polymère àcoefficient de frottement réduit. Tous les matériaux d'appui mobiles présententun certain frottement; le système d'appui doit donc être conçu de manière àtransmettre une force latérale limitée, souvent combinée à des forces variablesde rotation, et être correctement assujetti aux éléments structurauxcorrespondants. Il est recommandé de prévenir le mouvement différentielvertical de part et d'autre du joint et le mouvement horizontal dans le sens dujoint afin d'empêcher la déformation du matériau d'obturation des joints dedilatation.


13

Les appuis mobiles peuvent se détériorer avec le temps, surtout s'ils ne sont pasgardés propres et au sec. Il est souhaitable de prévoir pour le joint coulissantdes matériaux capables de résister à des contraintes d'appui deux foissupérieures aux contraintes admissibles recommandées par le fabricant.L'expérience a montré que certains systèmes d'appui pouvaient donner unmauvais rendement lorsqu'ils sont soumis aux contraintes maximales d'appui. Ilpeut être nécessaire d'utiliser des dispositifs d'arrêt pour empêcher les paliers desortir du joint. Des appuis mobiles bien conçus et protégés contre lesintempéries semblent donner des résultats satisfaisants. On ne doit utiliser desjoints coulissants que pour soutenir les dalles et les éléments de plancher enbéton préfabriqué.

La capacité des appuis mobiles à supporter les poutres et les poutres-maîtressess'est révélée insuffisante dans de nombreux cas. La plupart des appuis de poutreréagissent de façon excessive aux variations de volume, ce qui entraînel'apparition de fissures indésirables. Les dessins de détail doivent montrerclairement le béton qui est retiré de l'espace du joint ouvert.

1.3.3 Vibrations

L'acceptabilité des niveaux de vibration est un critère subjectif et varie enfonction de la sensibilité de l'utilisateur. Du point de vue de la durabilité, lesvibrations peuvent endommager les matériaux d'obturation des joints dedésolidarisation. Lorsqu'un joint de dilatation est situé entre deux dalles enporte-à-faux soumises à des niveaux de vibration ou de fléchissement dû auxvibrations différents, le mouvement différentiel peut mettre à nu le matériaud'obturation, ce qui favorise la détérioration prématurée de l'ouvrage sousl'effet de la circulation automobile. Pour éviter ce problème, il faut prévoir unjoint de cisaillement qui permettra le mouvement horizontal tout en interdisantle mouvement vertical différentiel.

1.3.4 Réduction des contraintes de traction

Le taux de détérioration du béton et la vitesse à laquelle s'amorce le processusde corrosion sont fonction non seulement de la perméabilité du béton maisaussi du degré de fissuration. Les fissures situées aux endroits où s'exercent descontraintes de traction, notamment dans les zones de moments négatifs desmurs et des colonnes, sont les endroits les plus exposés aux intempéries. Il est


14

possible de ramener les efforts de flexion à un niveau peu susceptible de causerdes fissures en exerçant une pré-tension sélective. La mise en place de murs etde colonnes rigides sur le pourtour du bâtiment peut réduire les forces de pré-tension. Il peut donc être nécessaire d'appliquer une pré-tension. La mise enplace d'articulations à ces endroits permet aussi de réduire la rigidité deséléments et donne de bons résultats. Le lecteur est prié de se reporter auchapitre 3 pour obtenir plus de détails à ce sujet. Pour réduire la fissuration dueaux efforts de flexion, il faut également accorder une attention spéciale àl'épaisseur de la dalle, à la mise en place précise des armatures, de sorte que les? d ? de conception et les ? d ? de construction soient identiques, à la chape debéton et à la quantité d'armatures et prévoir des barres d'armatures de petitdiamètre à intervalles rapprochés plutôt que des barres de fort diamètre trèsespacées.

1.3.5 Éléments noyés

Les éléments qui sont communément noyés dans les ouvrages en bétoncomprennent les canalisations électriques, les câbles de commande dustationnement, les systèmes de sécurité, la tuyauterie, les cadres de portes etdivers types de ferrures. On améliorera la durabilité de l'ouvrage en ne noyantdans le béton qu'un minimum d'éléments. Les canalisations électriques sontsouvent placées sur un matelas de renforcement. Bien que plus esthétiques etmoins coûteuses, les canalisations noyées finiront par nuire au rendement et à ladurabilité de l'ouvrage. Les canalisations métalliques et les boîtes de jonction secorroderont, ce qui peut donner lieu à une lixiviation et tacher la sous-face de ladalle autour des boîtes de jonction. Les canalisations permettent aussi à l'eau demigrer dans le béton. Si l'eau contenue dans les canalisations gèle, lacanalisation peut se fendre et, si la pression est suffisamment forte, le bétonpeut s'effriter. C'est pourquoi le Code national du bâtiment interdit de noyer lescanalisations, les boîtes de jonction et les autres canalisations de service dansles dalles et les chapes en béton.


15

1.3.6 Besoins futurs

Lors des réunions tenues aux premiers stades de la conception, il faudra donnerà l'équipe de conception des directives claires quant aux dilatations verticales ethorizontales à prévoir. Les plans de dilatation peuvent influer sur les détails deraccordement, l'emplacement des colonnes et des joints de dilatation, etc. Lesdilatations verticales peuvent avoir un effet sur les charges de calcul appliquéesaux dalles, aux colonnes et aux murs porteurs. Pour ajouter des étages, ondevra étayer les planchers existants ou concevoir les dalles en fonction descharges maximales de construction. Si l'on ne tient pas compte de ces facteurs,on risque de surcharger les dalles, ce qui peut entraîner une fissuration ou desdésordres structuraux plus graves encore.

1.3.7 Effets des changements volumiques

Dans les garages de stationnement qui présentent une superficie importante, ilest important de considérer les effets que peuvent avoir les variations devolume. Ces changements sont assimilés au retrait de séchage, aurétrécissement élastique, aux variations de température et au fluage horizontal.L'effet final de tous ces agents est l'apparition de fissures qui favorisentl'infiltration de l'humidité, des chlorures et d'autres produits chimiquesdommageables.

Le retrait de séchage se produit indépendamment des charges externes. Ladiminution du volume du béton découle d'une modification de la teneur en eauet d'un processus d'hydratation du béton. Ce rétrécissement peut entraîner laformation de fissures aux points faibles, par exemple à la mi-portée des dalles,et des changements brusques du profil du béton. Pour obtenir la durabilité etl'ouvrabilité voulues, le concepteur doit pouvoir prédire de façon réaliste leszones probables de fissuration due au retrait et prévoir des joints de rupture oude dilatation à ces endroits. Le document ACI 209R fournit les valeursrecommandées pour le calcul du retrait.

Le rétrécissement élastique qui se produit dans les ouvrages en bétonprécontraints par pré-tension découle des forces de compression exercées parles câbles de précontrainte. Le retrait de séchage et le rétrécissement élastiquesont cumulatifs et doivent être considérés au moment de la conception. Ontrouvera des recommandations pour la prédiction du rétrécissement élastique etd'autres variations de volume dans les manuels du Post-tensioned ConcreteInstitute et du Prestressed Concrete Institute.


16

Le fluage est une variation qui survient avec le temps et qui, sous des chargessoutenues, donne lieu à des fléchissements permanents. Il peut en résulter unefissuration sur la sous-face des dalles à mi-portée et dans les zones de tensionsuperficielle. Le fluage peut entraîner des déformations plus importantes que lerétrécissement élastique, qui est un phénomène transitoire.

Les mouvements structuraux causés par les variations de températuresconstituent l'un des principaux problèmes à considérer au stade de laconception. Ces mouvements sont cycliques et peuvent tendre indifféremmentvers la dilatation ou le retrait. Certains éléments, comme les dalles de toit,peuvent subir des mouvements thermiques particulièrement importants. Ontrouvera aux chapitres 2 et 3 des méthodes précises pour contrer les effets desvariations de volume.

1.4 MESURES RECOMMANDÉES POUR AMÉLIORER LA DURABILITÉ

Lors de la conception d'ouvrages de stationnement, la durabilité fait partieintégrante du calcul des structures. Les mesures employées pour améliorer ladurabilité peuvent être regroupées en deux grandes catégories : les systèmes deprotection internes et les systèmes de protection externes. Les premiers sontessentiellement intégrés et peu coûteux tandis que les seconds sont ajoutés etcoûtent généralement plus cher. Certains des produits appliqués sur l'ouvrage,comme les membranes et les produits d'étanchéité, doivent être étudiés avecsoin par le concepteur et utilisés dans les limites recommandées. Les produitsd'étanchéité ne peuvent colmater les fissures, et certaines membranes possèdentune plus grande élasticité que d'autres. Un produit utilisé au-delà de ses limitesne donnera pas de bons résultats et constituera une dépense parfaitementinutile.


17

1.4.1 Systèmes de protection interne

1.4.1.1 Écoulement de l'eau

Comme il a été mentionné à la section 1.3.1, les dalles conçues de manière àassurer l'écoulement efficace de l'eau et à empêcher la formation de flaquesd'eau possèdent des avantages inestimables du point de vue de la durabilité. Lechapitre 2 présente des exigences de conception précises relativement àl'écoulement de l'eau dans les ouvrages de stationnement neufs. Les chapitres 7et 8 traitent de l'étude des voies d'écoulement et des techniques recommandéespour améliorer le système de drainage dans le cadre de travaux de réfection.

1.4.1.2 Béton

Un béton de bonne qualité est l'ingrédient essentiel d'un ouvrage durable.Indépendamment du système structural employé, des détails de conception oudes systèmes de protection internes et externes, on peut difficilement obtenir unouvrage durable si l'on n'emploie pas un béton de bonne qualité de faibleperméabilité. Un béton durable aura les caractéristiques suivantes :

? liant cohérent et stable possédant d'excellentes caractéristiquesd'écoulement;

? faible rapport eau-ajouts cimentaires;? résistance initiale comparable à celle d'un mélange au ciment

portland ordinaire, sans substitut cimentaire.

Sur le plan de la durabilité, la qualité du béton se mesure à sa perméabilité. Lesfacteurs suivants influent sur la perméabilité :

? qualité du ciment et des granulats;? rapport eau/ciment;? degré d'hydratation;? efficacité du damage;? mode et durée de cure;? degré de fissuration.


18

La qualité du système de pores déterminera la perméabilité du béton et sacapacité à résister aux attaques chimiques des acides, du dioxyde de carbone etdes sulfates, aux réactions alcalis-granulats ainsi qu'aux attaques d'autres agentsenvironnementaux découlant de l'infiltration d'humidité. Essentiellement, lebéton est composé de ciment, d'eau et de granulats. Bien que la recette soit trèssimple, le choix des ingrédients n'est pas toujours fait comme il se doit. Lesexigences de durabilité pour le béton sont énoncées à la section 15 de la normeCAN/CSA-A23.1-M90. Les types de ciment convenant à différentsenvironnements sont aussi décrits dans cette norme. L'eau entrant dans laconfection du béton doit être de l'eau potable, exempte de quantités nuisiblesd'huiles, d'acides, d'alcalis, de chlorures solubles, de matières organiques, desédiments ou de toute autre matière nuisible. On trouvera ces exigences à lasection 4 de la norme. Les granulats fins et grossiers doivent par ailleurs êtreconformes aux exigences de la section 5.0 de la norme A23.1. Il est en outrenécessaire de quantifier certaines caractéristiques dont la granulométrie, lateneur en ions chlorure et la stabilité volumique des granulats.

1.4.1.3 Adjuvants

On utilise des adjuvants entraîneurs d'air, des plastifiants-réducteurs d'eau etdes inhibiteurs de corrosion pour modifier les caractéristiques du béton enfonction de l'application prévue. Ces produits sont ajoutés en petites quantités.Pour s'assurer de la qualité du béton, l'ingénieur concepteur doit approuverchacun des adjuvants qui entrent dans le mélange. Il faut éviter de mêler desadjuvants provenant de fabricants différents, et on devra exiger des fabricantsqu'ils attestent de la compatibilité de leurs produits avec les autres matériauxexigés.

Les adjuvants entraîneurs d'air améliorent la résistance au gel et au dégel enintroduisant de petites bulles d'air qui, uniformément réparties dans la masse,détendent la pression produite par la transformation d'eau en glace. La teneuren air, qui est exprimée sous forme de pourcentage volumique, est abordée à lasection 15.0 de la norme A23.1. La proportion d'air naturellement emprisonnése situe entre 1 et 3 p. 100; toutefois, étant donné leur grande taille et leurrépartition peu uniforme, les vides ainsi créés sont de peu d'utilité. On exigegénéralement un pourcentage d'air entraîné de l'ordre de 5 à 8 p. 100, selon lesconditions d'exposition et la taille des granulats du béton.


19

Les plastifiants-réducteurs d'eau et les adjuvants superplastifiants conservent aumélange son ouvrabilité et ses caractéristiques d'affaissement tout en réduisantsa teneur en eau. Quoique l'ouvrabilité soit une caractéristique essentielle à lamise en place et au damage, les superplastifiants servent d'abord à réduire laporosité et la perméabilité en réduisant la teneur en eau du béton. Ils améliorentles caractéristiques d'affaissement initial du béton, ce qui facilite la mise enplace dans les endroits exigus entravés par des armatures, des conduits, etc.L'ajout de plastifiants-réducteurs d'eau ne peut modifier les caractéristiquesfinales exigées pour la conception, par exemple, la résistance et la teneur en airet en ciment.

Les inhibiteurs de corrosion sont généralement plus coûteux que les adjuvantsentraîneurs d'air et les plastifiants-réducteurs d'eau, et il faudra procéder à uneanalyse coût-avantages pour déterminer s'ils doivent ou non être utilisés dans lecadre d'un projet donné. Le nitrite de calcium est un produit courant qui réagitavec les ions ferreux pour protéger les éléments en acier non enduits. Il fautsouligner que si cette opération retarde la corrosion, un apport continu d'ionschlorure de sources externes tendra à épuiser le nitrite de calcium et entraînera,à la longue, la corrosion des armatures.

1.4.1.4 Ajouts cimentaires

Les ajouts cimentaires ne sont pas considérés comme des adjuvants, car cesmatériaux cimentaires remplacent en fait une partie du ciment du mélange.Parmi les ajouts cimentaires les plus répandus, mentionnons les cendresvolantes, le laitier de haut-fourneau broyé et la fumée de silice.

Les cendres volantes sont des sous-produits de la combustion de houille broyéeou pulvérisée et possèdent des propriétés cimentaires. Elles améliorentl'ouvrabilité et la résistance finale du béton et en augmentent généralementl'imperméabilité. Le béton qui renferme des cendres volantes gagne d'abordlentement en résistance mais présente la même résistance finale que le bétonordinaire. C'est pourquoi on n'utilise ordinairement pas de cendres volantesdans les bétons destinés à des ouvrages de stationnement précontraints parpost-tension.


20

La fumée de silice est un autre résidu industriel. Les particules de siliceoccupent les vides qui séparent les particules de ciment et réagissentchimiquement avec le ciment. Elle augmente à la fois la résistance mécanique,l'imperméabilité et la résistance électrique du béton. L'amélioration maximale del'imperméabilité est atteinte au bout d'un an environ. Ici encore, il faut obtenirdu fabricant l'assurance que son produit est compatible avec les autresmatériaux employés. Il faut apporter un soin particulier au finissage et à la curedes mélanges de béton contenant de la fumée de silice. Le laitier de haut-fourneau broyé utilisé comme ajout cimentaire réduit la perméabilité etaméliore donc la durabilité. Ce produit, qui est vendu dans les régions du centredu Canada, peut toutefois provoquer l'écaillage du béton s'il est exposé auxcycles de gel/dégel.

Le latex est une émulsion aqueuse de caoutchouc synthétique obtenue parpolymérisation. Il remplace l'eau dans les bétons modifiés au latex employéscomme matériau de ragréage dans les projets de réhabilitation ou commechape. En raison de son prix élevé, le latex n'est pas utilisé dans les mélangespour dalles. La surface du mélange frais se déchire facilement, ce qui compliqueles opérations de finissage et de cure, auxquelles il faut apporter beaucoup desoin pour prévenir la fissuration excessive du matériau. Pour éliminer cesproblèmes, il est important de faire appel à un personnel qualifié.

Les ajouts cimentaires à base de polymère, comme le méthacrylate de méthyle,améliorent aussi l'imperméabilité du béton et lui confèrent une résistance initialeélevée, mais ces produits étant coûteux, leur utilisation est ordinairementlimitée aux travaux de réfection.

1.4.1.5 Armature

La protection des armatures est essentielle à la durabilité des ouvrages destationnement. L'augmentation de l'enrobage et de l'enduit protecteur desarmatures et l'utilisation d'ajouts cimentaires spéciaux sont les moyens les pluscommunément employés pour améliorer la résistance à la corrosion.

L'enrobage n'est qu'un aspect de la protection et n'est efficace que si le bétonemployé est de bonne qualité et possède une imperméabilité élevée. Pours'assurer que l'enrobage prescrit est mis en place sur le chantier, il faut d'aborddisposer avec précision des barres d'armature. On devra donc utiliser les chaisesqui conviennent, bien assujettir les attaches, mettre correctement le béton enplace, réduire au minimum la circulation lourde aux endroits où les armatures


21

ont été posées, contrôler rigoureusement la qualité des travaux, disposerexactement le coffrage et exécuter un finissage soigné.

Divers types d'enduits peuvent être appliqués sur l'acier d'armature pour enaméliorer la résistance à la corrosion. La galvanisation agit comme un enduitsacrificiel qui, en milieu corrosif, finira par se corroder. Comme un matériaucorrodé occupe un plus grand volume qu'un matériau intact, il se développeraune pression qui entraînera l'effritement du béton. On a souvent recours à lagalvanisation dans le cas des plaques d'assemblage et des dispositifs d'ancragenoyés, mais très rarement pour protéger l'acier d'armature.

Un enduit à l'époxyde fut appliqué pour la première fois sur des armatures parla Federal Highway Administration, au cours des années 1960, pour protégerles tabliers de pont. On a constaté que ce produit formait un revêtementimperméable, résistant et flexible. On avait appliqué l'enduit d'époxyde enpoudre au moyen d'un procédé de fusion-liaison par pulvérisationélectrostatique. Les exigences minimales de protection sont énoncées autableau 1 de la section 7.0 de la norme S413.87, tableau qui a été révisé dans laversion S413-94.

L'utilisation de béton renforcé aux fibres améliore la résistance à la fissurationdu béton aux stades du finissage et de la cure. Dans les ouvrages destationnement, on recommande l'emploi de fibres non ferreuses, comme lepolypropylène. Ce type de mélange a été utilisé comme matériau de ragréage,pour le matériau de remplissage des joints de désolidarisation temporairescomme les bandes de coulée, dans les configurations étroites, et commechapes.


22

1.4.1.6 Méthodes de construction

Indépendamment du système structural et des matériaux employés, il fautappliquer de bonnes méthodes de construction si l'on veut obtenir des ouvragesde stationnement durables et performants. Souvent, le contrôle de la qualité enchantier est le maillon le plus faible dans la succession des opérations quipermettent de réaliser des ouvrages concrets à partir d'un projet sur ordinateur.Entre le mélange et la cure, de nombreux entrepreneurs exécutent diverstravaux qui influent sur la qualité du béton. Avant le début des travaux deconstruction, il faut réunir le propriétaire, l'entrepreneur général, l'entrepreneuren finissage, l'entrepreneur en coffrage, le laboratoire d'essai, les ingénieursconcepteurs et toutes les personnes dont le travail a une incidence sur la qualitédu béton. Il faut revoir chaque étape du processus, en définissant clairement lesattentes de l'équipe de conception du propriétaire et les responsabilités del'équipe de construction. Il faudra préciser les modalités de fabrication, delivraison, de mise en place, de finissage et de cure de chaque type de bétonemployé dans le cadre du projet.

La norme A23.1/23.2 de la CSA renferme les exigences relatives aux méthodesde construction et d'essai. Ces sujets sont abordés au chapitre 4.

Les exigences applicables aux coffrages sont énoncées à la section 11.0 de lanorme CAN/CSA A23.1-M90, et les travaux d'étaiement sont traités dans lanorme CAN/CSA S269.1.

1.4.2 Systèmes de protection externes

Les systèmes de protection externes comprennent les produits d'étanchéité, leshydrofuges, les membranes et les chapes. Nous n'en ferons que brièvementmention dans la présente section, car ces systèmes sont traités en profondeur auchapitre 9. Les systèmes de protection externes ne sont efficaces que dans lamesure où ils sont appliqués sur du béton de bonne qualité. La fonctionpremière de tout traitement de surface est de réduire la pénétration dans la dallede contaminants comme l'eau à teneur en chlorures et de fournir une surfaced'usure qui peut résister à l'action abrasive de la circulation automobile.


23

1.4.2.1 Produits d'étanchéité

Un produit d'étanchéité est un matériau qui est appliqué à l'état plastique surune surface en béton à l'état liquide. Un produit d'étanchéité offre un scellementà long terme suffisamment flexible pour permettre les mouvements du béton. Ildoit pouvoir adhérer au béton environnant et empêcher l'humidité de pénétrerdans les joints. On se sert de ces produits pour assurer l'étanchéité des joints quiséparent deux éléments adjacents ou remplir les rainures afin de prévenir lafissuration du béton. Pour augmenter l'adhérence au béton, il faut façonner lesbords du joint, et non les découper à la scie, puis les meuler pour éliminer lalaitance. Il faut ensuite appliquer un apprêt sur le joint. Il existe des produitsd'étanchéité à un et à deux composants. On ne saurait affirmer quel type estsupérieur. Si le produit d'étanchéité à deux composants est prescrit, le poseurdoit veiller à doser le produit avec précision.

1.4.2.2 Hydrofuges

Un hydrofuge efficace peut prolonger la vie utile d'une surface de béton saine.Les hydrofuges ne peuvent cependant pas colmater les fissures importantes. Unhydrofuge de type enduit doit former un revêtement protecteur qui empêchel'eau et les sels qu'elle transporte de s'infiltrer dans la surface de béton. Unhydrofuge pénétrant devrait pénétrer de 2 mm dans la surface de béton. Cesproduits ont toutefois une durée utile limitée et doivent être réappliqués auxintervalles prescrits. Il faut se renseigner auprès du fabricant sur la durée utile,et la fréquence d'application recommandée doit être prise en compte dans leprogramme de réfection et d'entretien. Cet aspect sera abordé aux chapitressuivants.

1.4.2.3 Membranes

Les membranes diffèrent sensiblement des hydrofuges en ce qu'elles nepénètrent pas dans le béton mais recouvrent celui-ci d'une couche imperméable.Les membranes peuvent, à divers degrés, colmater les fissures et sontgénéralement très durables bien qu'assez coûteuses. Les membranes peuventêtre ? minces ? ou ? épaisses ? .


24

Un système de membrane mince comporte une membrane d'environ 1 mmd'épaisseur et une surface d'usure en époxyde ou en caoutchouc de 0,5 mmd'épaisseur contenant du sable de silice noyé. Le produit utilisé en chantierdevait être appliqué à l'état liquide.

Les systèmes de membranes épaisses sont formés d'une couche d'asphaltecaoutchouté de 3 à 4 mm d'épaisseur, appliquée à chaud ou à froid, et d'unecouche d'usure en mastic d'asphalte de 15 à 25 mm d'épaisseur. Lorsqu'onutilise une membrane épaisse, on peut en modifier l'épaisseur pour améliorerlocalement les voies d'écoulement, notamment autour des colonnes, le long desmurs ou sur le pourtour, là où les problèmes sont généralement les plusmarqués. L'ingénieur doit cependant tenir compte de l'augmentation descharges permanentes et des contraintes de hauteur.

Le rendement d'une membrane quelconque dépend dans une large mesure de lapréparation de la dalle d'assise et de la qualité d'exécution des travauxd'application. La dalle doit être sèche et exempte de contaminants, commel'huile, l'essence et les solvants. Si l'on omet de prendre ces précautions, desboursouflures risquent de se former dans la membrane. Un décapage léger aujet de sable est un bon moyen de nettoyer la surface de la dalle. Pour obtenirune application parfaite, il est fortement recommandé de communiquer avec lefabricant à cette étape.

1.4.2.4 Chapes

Les chapes de béton sont utilisées tant dans les constructions neuves que dansles travaux de réhabilitation. Généralement, les chapes font 50 à 75 mmd'épaisseur. Dans le cadre de travaux de réhabilitation, il faut déterminer lacapacité portante de l'ouvrage pour s'assurer que celui-ci peut supporter lepoids supplémentaire de la chape.

Les chapes en béton les plus répandues sont formées de béton lourd à faibleaffaissement, de béton lourd superplastifié à faible affaissement, de bétonmodifié au latex, de béton aux fibres de polypropylène, de béton à la fumée desilice et de mortier à base de résine, comme l'époxyde, les polyesters et lesuréthannes. On utilise souvent des chapes dans les ouvrages en bétonpréfabriqué.

Les chapes mentionnées précédemment doivent posséder les caractéristiquessuivantes :


25

1. faible perméabilité à l'eau et aux produits chimiques dedéglaçage;

2. résistance au glissement de freinage et à l'abrasion;3. adaptation aux variations de température et d'humidité;4. temps de prise permettant la mise en place et le finissage;5. durée utile de 15 à 20 ans;6. coefficient de dilatation thermique et module d'élasticité

comparables à ceux de la dalle structurale en béton.

Avantages des chapes en béton :

1. Dans les projets de réhabilitation, les chapes peuvent remplir lesvides laissés par l'enlèvement du béton détérioré tout en offrantune surface entièrement nouvelle dans toutes les autres zones.

2. Le béton lourd possède une résistance élevée à l'infiltrationd'humidité et de chlorures, ce qui confère à l'ouvrage unedurabilité maximale.

3. Les membranes d'imperméabilisation peuvent engendrer uneaugmentation de pression entre la membrane et la dalle enbéton. Les chapes en béton autorisent l'échange de vapeur entrele béton et l'environnement.

4. Il est possible d'accroître au maximum la résistance auglissement de freinage et à l'abrasion en incorporant dans lachape des granulats de bonne qualité.

5. Les caractéristiques de dilatation thermique des chapes debéton doivent être compatibles avec celles de la dallestructurale en béton.

6. Les chapes permettent d'obtenir les pentes appropriées etd'éliminer les zones planes qui pourraient résulter defléchissements dus aux charges permanentes.


26

Le béton renforcé aux fibres fait actuellement l'objet de recherches et d'essai surle terrain. On ne dispose actuellement d'aucune donnée sur la résistance à lapénétration des sels de déglaçage et des ions chlorure. Dans le passé, onutilisait de l'acier ou de la fibre de verre résistant aux alcalis pour augmenter larésistance aux efforts de tension et de flexion. Les fibres de polypropylène fontl'objet d'études. Avant de recommander l'utilisation à grande échelle de cesproduits dans nos ouvrages de stationnement, il faudra mener des travaux derecherche plus approfondis dans le domaine des essais sur la résistance auxcycles de gel/dégel, aux produits chimiques et à l'abrasion, de la compatibilité,des mesures de porosité et de la compatibilité électrique.

Les chapes en béton au polymère peuvent être classées en trois catégories : lebéton imprégné de polymère, le béton modifié au polymère et le béton à basede polymère. Le béton imprégné de polymère n'est utilisé que dans un petitnombre d'applications, car il coûte très cher à fabriquer. Le béton modifié aupolymère est un mélange de béton ordinaire auquel on ajoute une émulsion aulatex, ordinairement à raison de 10 à 15 p. 100 en masse du béton. Ce type dechape est traité à la section 2.2.12 du chapitre 2. Les bétons à base de polymèreremplacent le ciment et l'eau des mélanges habituels par une résine liquide. Lesrésines les plus fréquemment utilisées sont les résnes époxydiques et le MMA . Comme tous les types de bétons à base de polymère sont coûteux, il fautprocéder à une analyse des avantages en fonction du coût du cycle de vie pourdéterminer si la mise en place d'une telle chape constitue un investissementrentable.

1.4.2.5 Protection cathodique

La protection cathodique est un moyen de prévenir la corrosion dans lesnouveaux ouvrages de stationnement ou de freiner la corrosion et de réduire laconcentration des chlorures à proximité des armatures dans les ouvragesexistants. On n'a pas encore pleinement démontré la capacité de cette méthodeà protéger des dalles complètes dans les ouvrages existants ni établi les coûtsd'entretien afférents. La protection cathodique consiste à utiliser une sourceexterne pour inverser le courant et diriger le flux d'électrons vers l'armature. Àcette fin, on relie l'armature à la borne négative d'une source d'alimentation c.c.et l'on noie dans la chape, près de l'armature, un réseau de conducteurs portantune charge positive. Le courant d'alimentation est généralement fourni par unsystème transformateur-redresseur. Cependant, comme la protectioncathodique ne peut empêcher l'infiltration de l'eau dans le béton, il faut aussimettre en place une barrière hydrofuge. Les coûts initiaux d'installation d'un


27

système de protection cathodique sont très élevés. Le système produit del'hydrogène, ce qui peut entraîner la fragilisation des armatures fortementprécontraintes par pré-tension. Cette fragilisation peut provoquer la rupturebrusque du métal. Ce problème ne touche pas les ouvrages armés par desmoyens classiques. Il n'est toutefois pas recommandé d'utiliser ce mode deprotection dans les ouvrages précontraints par pré-tension. La protectioncathodique de certains éléments d'un ouvrage, par exemple, les rampes, peut serévéler efficace. Le principal problème est d'assurer la continuité électrique desbarres d'acier et d'éviter les courts-circuits provoqués par les escaliers et lesconduits entre la protection cathodique et les barres. Il est plus facile derésoudre ces problèmes dans les constructions neuves que dans le cadre detravaux de réfection.

RÉFÉRENCES

1. CAN/CSA - S413 - 94, Parking Structures, 5e ébauche, novembre 1993.

2. American Concrete Institute, Guide to Durable Concrete, ACI 201, Avril 1992.

3. Ministère du logement, Direction des bâtiments, Deterioration of ParkingStructures, juillet 1988.

4. Suter Keller Icn., Détérioration des garages de stationnement étagés:considérations sur l'étendue, les causes et la réparation , SCHL, mars 1986.

5. NRC, Deterioration of Parking Structures Research Project, août 1992.

6. Normes CAN/CSA-A23.1, A23-2-M90, Béton - Constituants et exécution destravaux et essais concernant le béton, 1990.

7. The ENO Foundation for Highway Traffic Control, Traffic Design of ParkingGarages, 1957.

8. Norme CAN/CSA-S413-87, Ouvrages de stationnement, 1987.

9. Litvan G., Bickley J., Durability of Parking Structures: Analysis of Field Survey,Concrete Durability Katherine and Bryant Mather International Conference, Vol. 2,ACI SP-100, 1987.


28

10. Chrest, A., Parking Structures: Planning, Design, Construction, Maintenanceand Repair, 1989.

11. American Concrete Institute, Concrete International, Concrete Durability - AMultibillion -Dollar Opportunity, janvier 1988, volume 10, nE 1, pages 33 à 35.

12. American Concrete Institute, Concrete International, Curing of Concrete,février 1990, volume 12, nE 2, pages 40 à 54.

13. American Concrete Institute, Concrete International, Concrete Practice Note:Designing Concrete Parking Structures for Long-Term Durability,novembre 1988, volume 10, nE 11, pages 45 à 46.

14. American Concrete Institute, Concrete International, Laboratory Investigation ofConcrete Sealers, novembre 1989, volume 11, nE 11, pages 37 à 42.

15. Travaux publics Canada, Development of Reliability-Based Methods For CostEffective Maintenance of Parking Structures, Det norske Veritas (Canada) Ltd.,septembre 1989.


29

Chapitre 2

DÉTAILS DE CONCEPTION ET DE CONSTRUCTIOND'OUVRAGES DE STATIONNEMENT DURABLES

TABLE DES MATIÈRES

Page

2.1 GÉNÉRALITÉS 31

2.2 CONCEPTION 322.2.1 Béton 32

2.2.2 Adjuvants 332.2.2.1 Adjuvants entraîneurs d'air 332.2.2.2 Plastifiants-réducteurs d'eau (PRE) 342.2.2.3 Adjuvants superplastifiants 352.2.2.4 Adjuvants inhibiteurs de corrosion 36

2.2.3 Ajouts cimentaires supplémentaires 372.2.3.1 Cendres volantes 372.2.3.2 Laitier granulé de haut-fourneau broyé (LGHFB) 392.2.3.3 Fumée de silice 39

2.2.4 Disposition 392.2.5 Détails de conception du système d'évacuation de l'eau 402.2.6 Mesures recommandées pour limiter les changements volumiques 422.2.7 Enrobage de béton 432.2.8 Protection de l'acier d'armature au moyen d'enduits 442.2.9 Ancrages de précontrainte par pré-tension et par post-tension 462.2.10 Matériaux noyés 462.2.11 Systèmes d'imperméabilisation et hydrofuges 47


30

2.2.12 Chapes 482.2.12.1 Ciment portland ordinaire ou à haute résistance initiale

(BPFA), béton lourd superplastifié à faible affaissement(BPFAS) 49

2.2.12.2 Béton modifié au latex 502.2.12.3 Chape de béton à la fumée de silice 51

2.2.13 Raccordements 52

2.3 CONSIDÉRATIONS PARTICULIÈRES RELATIVES À LA CONCEPTION 52

2.3.1 Béton préfabriqué 52Aspects conceptuelsChangements volumiquesÉtanchéité des joints de désolidarisationChapesJointsAllèges alvéoléesTés doubles coudésRaccords galvanisés

2.3.2 Charpentes en acier 59

2.4 CONSTRUCTION 60

2.5 ENTRETIEN 60

RÉFÉRENCES 61


31

2.0 DÉTAILS DE CONCEPTION ET DE CONSTRUCTION D'OUVRAGES DESTATIONNEMENT DURABLES

2.1 GÉNÉRALITÉS

Les ouvrages de stationnement constituent un type de construction unique, ence sens que de nombreux facteurs influent sur leur rendement. Aux chapitres 2et 3, on aborde certains détails de conception et de construction des ouvragesde stationnement, détails qu'il faut intégrer à la philosophie de conception pouraccroître la durabilité des ouvrages. Tous les facteurs présentés ont uneincidence plus ou moins grande sur la durabilité. Ils peuvent être associés auxcaractéristiques structurales particulières, à des changements volumiques, à lafissuration, aux joints et aux agents de liaisonnement, à l'écoulement des eauxde surface et aux charges spéciales. La durabilité dépend de la qualité de laconception, de la construction et de l'exploitation de l'ouvrage.

Conception ? Points à considérer :

1. béton de qualité de faible perméabilité2. enrobage approprié des armatures3. armatures à enduit d'époxyde4. évacuation efficace de l'eau et renvois de plancher résistants à

la corrosion5. mesures de contrôle des changements volumiques6. systèmes d'imperméabilisation ou hydrofuges de haute qualité7. bonne protection de l'acier de précontrainte et des ancrages de

précontrainte par post-tension


32

8. disposition et emplacement des murs de cisaillement rigides etdes cages d'escaliers et d'ascenseurs

9. détails des raccordements10. matériaux noyés11. détails de conception simples et réalisables

Construction ? Points à considérer :

1. béton transporté, mis en place et fini correctement2. armatures mises en place avec précision et recouvertes de

l'enrobage approprié3. cure4. pentes des dalles5. surcharges pendant la construction6. inspections et essais des matériaux

Exploitation ? Points à considérer :

1. mise en oeuvre d'un programme d'entretien détaillé2. inspections périodiques effectuées par des consultants

spécialisés3. réparations rapides et efficaces

2.2 CONCEPTION

2.2.1 Béton

Comme nous l'avons déjà mentionné, la qualité du béton joue un rôleprimordial dans la protection des armatures contre la corrosion. Le béton doitêtre très peu perméable à l'humidité, aux chlorures et aux autres agents quis'attaquent à la couche de passivation. Pour que le béton possède les propriétésvoulues, il faut ordinairement qu'il présente une teneur en liant, un videinterstitiel et une résistance adéquats.


33

La résistance est principalement fonction de la porosité du béton, de la qualitédu granulat et de la liaison entre la pâte et le granulat. Le rapport eau/liant estproportionnel à la porosité capillaire de la pâte, et donc inversementproportionnel à la résistance du béton. La perméabilité constitue un facteurprépondérant lorsqu'il s'agit de déterminer la durabilité d'un béton. Lapénétration de produits chimiques dommageables et la susceptibilité au gel(lorsque le béton est saturé d'eau) sont aussi directement liés à la perméabilitédu béton. À l'égard de ces paramètres, on trouve dans la norme CSA A23.1-M90 les exigences de base applicables aux mélanges de béton utilisés dans lesouvrages de stationnement. Les exigences minimales énoncées au tableau 8 decette norme sont les suivantes :

Exposition de classe C-1

Résistance minimale à 28 jours35 MPaTeneur minimale en liant 320 kg/m3

Rapport maximal eau/liant 0,40Teneur en air 7 à 10 % ? granulats de 10 mm

5 à 8 % ? granulats de 20 mm4 à 7 % ? granulats de 40 mm

2.2.2 Adjuvants

Aux ingrédients principaux du béton, soit le ciment, l'eau et les granulats, onpeut ajouter les adjuvants mentionnés au chapitre précédent pour modifier lemélange en fonction des conditions ambiantes, du calendrier des travaux ou descaractéristiques architecturales de l'ouvrage. Dans la plupart des cas, oncombine adjuvants et ajouts cimentaires pour obtenir les propriétés exigées.

2.2.2.1 Adjuvants entraîneurs d'air

Les adjuvants entraîneurs d'air sont ordinairement des sels de résine naturelleou des surfactants synthétiques. On les ajoute au mélange de béton pourprovoquer l'entraînement de l'air.

Avantages ? Accroissement de la résistance au cycle gel/dégelAccroissement de la plasticité et de l'ouvrabilitéAccroissement sensible de la durabilité


34

Dosage ? 0,002 à 0,6 p. 100 en masse de la teneur en ciment enfonction des ingrédients actifs de l'adjuvant. On obtientainsi une teneur en air de 5 à 6 p. 100, une teneur enciment de 300 à 400 kg/m3 et un affaissement de 75 à100 mm.

Précautions ? Légère perte de résistance du béton? Un finissage prématuré peut nuire à l'entraînement de

l'air à la surface, ce qui réduit le degré de protectioncontre le cycle gel/dégel.

? Le surtraitement de la surface peut entraîner laformation d'une lourde couche de laitance renfermantune quantité excessive d'air, ce qui affaiblit la surface eten accélère l'usure. L'entraînement de l'air est unprocessus sur lequel nombre de paramètres ont uneincidence. Pour s'assurer que la quantité voulue d'air aété entraînée et distribuée de façon appropriée, il fautdéterminer et analyser microscopiquement la teneur enair du mélange plastique après la cure des carottes oudes éprouvettes.

2.2.2.2 Plastifiants-réducteurs d'eau (PRE)

Les PRE sont des produits à base de lignosulfonate, sous-produit de l'industriedes pâtes et papiers. On emploie également d'autres substances, notamment desacides carboxyliques hydroxylés et des glucides.

Avantages ? Réduction de 8 à 10 p. 100 de la teneur en eau sans perted'ouvrabilité

Dosage ? Voir la norme CSA A266.2.

Précautions ? Les adjuvants chimiques et les trop fortes doses delignosulfonate peuvent retarder la prise. Il peutconvenir d'ajouter au mélange une petite quantitéd'accélérateur de prise. Les accélérateurs de priseutilisés ne doivent pas contenir de chlorure de calcium.


35

2.2.2.3 Adjuvants superplastifiants

Les superplastifiants sont des produits synthétiques (copolymères)ordinairement à base de condensats sulfonés de mélamine-formaldéhyde ou denaphtalène-formaldéhyde. Ils favorisent la dispersion uniforme des particules deciment, ce qui accroît le degré d'hydratation de ces particules.

Avantages ? On peut obtenir un affaissement donné avec 25 à 30 p. 100moins d'eau.Accroissement de la densité, de la résistance et del'ouvrabilité à court terme et réduction de la porosité.Réduction du retrait et du potentiel de fissuration.À une teneur en eau donnée, on note une augmentationmarquée de l'affaissement. On peut donc placer lesbétons traités dans des zones de fort encombrement,avec un minimum de vibration ou de serrage, sansrisque de ressuage ou de ségrégation.

Dosage ? Substances à base de naphtalène-formaldéhyde,renfermant 40 p. 100 de solides, dans une proportionde 0,6 à 1,3 p. 100 de la teneur en cimentSubstances à base de mélamine-formaldéhyde,renfermant 20 p. 100 de solides, dans une proportionde 1,5 à 3,0 p. 100 de la teneur en ciment

Précautions ? Il est recommandé d'effectuer des mélanges d'essai pour établirle dosage optimal et l'ouvrabilité maximale pour lesbétons à affaissement élevé (supérieur à 180 mm). Lesmélanges dont l'affaissement dépasse 240 mmprésentent un plus grand risque de ressuage et deségrégation. On devrait toujours ajouter unsuperplastifiant, car l'effet de cet adjuvant esttransitoire.Les superplastifiants doivent être ajoutés sur lechantier, sous la stricte surveillance d'une personneautorisée.


36

2.2.2.4 Adjuvants inhibiteurs de corrosion

Comme nous l'avons expliqué au chapitre précédent, en l'absence d'ionschlorure, l'acier d'armature ne se corrode pas, pourvu que le béton dans lequelil est noyé lui fournisse un milieu alcalin. Les adjuvants inhibiteurs de corrosionexercent leur action sur l'anode, la cathode ou les deux.

Les inhibiteurs anodiques ont la capacité d'accepter des électrons mais ne sontefficaces qu'en fortes concentrations. La plupart de ces produits ne sont pasofferts sur le marché nord-américain sous forme d'adjuvants pour le béton, àl'exception du nitrite de calcium.

Nitrite de calcium ? Inhibiteur de corrosion qui retarde l'apparition de cephénomène, réduit la vitesse de corrosion de l'acier d'armature et agit commeaccélérateur d'hydratation du béton.

Précautions :

Les inhibiteurs anodiques ne sont efficaces que lorsqu'on en ajoute une quantitésuffisante pour maintenir les métaux à l'état passif. Le nitrite de calcium est uninhibiteur anodique. Le dosage optimal permet de maintenir le rapportchlorure-nitrite entre 1,5 et 1,0, même après consommation d'une partie dunitrite par l'action protectrice. Le dosage approprié pour une applicationdonnée dépend donc de la quantité de chlorure à laquelle on prévoit que lebéton sera exposé. Lorsqu'on emploie une quantité insuffisante d'inhibiteur ouque le rapport inhibiteur-chlorure est trop faible, la corrosion devientintensément localisée et l'attaque est prononcée, entraînant une importantepiqûration.

Le sel inorganique en poudre doit ordinairement être versé manuellement dansle malaxeur par une personne qualifiée et expérimentée. Les poudres peuventêtre ajoutées avec le sable ou l'eau de gâchage ou au terme du cycle de dosageinitial.

Lorsqu'il est utilisé avec d'autres adjuvants, le nitrite de calcium doit être ajoutéséparément et à différents stades du cycle de malaxage.


37

Comme le nitrite de calcium accélère la prise du béton, il peut être nécessaired'ajouter un retardateur lorsqu'on utilise ce produit à des températuresambiantes et de malaxage de plus de 35 EC. De la même façon, lorsqu'onemploie un inhibiteur de corrosion qui retarde la prise, il peut être nécessaired'ajouter un accélérateur afin d'empêcher le ralentissement du développementde la résistance initiale.

2.2.3 Ajouts cimentaires supplémentaires

Les ajouts cimentaires énumérés ci-dessous remplacent une certaine quantitédu ciment qui compose le liant. Ces ajouts cimentaires peuvent être divisés entrois grandes catégories, soit les pouzzolanes, les laitiers granulés et la fuméede silice.

Il existe trois types de pouzzolanes :Type N ? pouzzolane naturelle brute ou calcinéeType F ? cendres volantesType C ? cendres volantes

Laitiers granulés :Type G ? laitier granulé de haut-fourneau broyéType H ? laitier granulé de haut-fourneau broyé conforme auxexigences du type G et de la norme CSA A363

Fumée de silice :Type U ? sous-produit de la fabrication du silicium et du ferrosilicium

2.2.3.1 Cendres volantes

La cendre volante est un ajout cimentaire minéral à base du résidu finementdivisé de la combustion de la houille moulue ou pulvérisée.

Avantages ? Les cendres volantes confèrent au béton une plus grandeouvrabilité (plasticité et cohérence) et permettent ordinairement d'obtenir unaffaissement donné avec une quantité d'eau réduite. Les cendres volantesgrossières à forte teneur en carbone, en revanche, peuvent accroître la quantitéd'eau nécessaire à l'obtention d'un affaissement donné.

Les cendres volantes réduisent la perméabilité du béton (l'un des plusimportants facteurs de durabilité des mélanges de béton).


38

Les cendres volantes modifient les produits d'hydratation du ciment et lesrendent moins dommageables lorsqu'ils réagissent avec des sulfates ou desgranulats réactifs.

En abaissant la chaleur d'hydratation, les cendres réduisent le retrait et lafissuration.

L'utilisation de cendres atténue ordinairement le ressuage.

La pompabilité du béton est accrue.

Dosage ? La méthode la plus efficace consiste à faire un essai et à établir pourchaque application la résistance, la teneur en air, etc. Compte tenu du coût desmatières, on recommande ordinairement les proportions suivantes :

Cendres volantes de classe F ? 15 à 25 p. 100 du liant hydrauliqueCendres volantes de classe C ? 15 à 35 p. 100 du liant hydraulique

Précautions ? Comme l'utilisation de cendres retarde la prise du béton, il fautattendre plus longtemps avant de procéder au finissage. En finissant le bétontrop tôt, on risque de retenir l'eau de ressuage, ce qui peut entraîner laformation d'un plan faible à proximité de la surface. On peut par ailleurs ajouterdes adjuvants comme la fumée de silice pour accroître le gain de résistanceinitiale.

Les caractéristiques des cendres volantes varient en fonction de la source. Larésistance et la vitesse d'accroissement de la résistance dépendent des types decendre et de ciment utilisés et du dosage de ces deux ingrédients dans lemélange de béton.

Lorsqu'on utilise des cendres volantes, il faut ajouter au mélange une plusgrande quantité d'adjuvants entraîneurs d'air pour obtenir le vide interstitielvoulu. Cette quantité dépendra, encore une fois, des caractéristiques descendres employées. Les caractéristiques qui ont une incidence sur le dosagecomprennent la teneur en carbone, la perte par calcination, la finesse et lateneur en matières organiques. Il est recommandé de réaliser des essaisfréquents au point de déversement afin de pouvoir effectuer les réglagesnécessaires. La teneur en carbone des cendres ne devrait pas dépasser les4 p. 100.


39

Le retrait de séchage peut augmenter légèrement lorsque la teneur en eaudemeure constante et qu'il y a accroissement du volume de la pâte. S'il y abaisse de la teneur en eau, le retrait de séchage sera le même que pour unmélange exempt de cendres.

2.2.3.2 Laitier granulé de haut-fourneau broyé (LGHFB)

Avantages ? Confère au mélange une plus grande polyvalenceRéduit le coût du liant hydrauliqueAccroît l'ouvrabilitéRéduit la perte de résistance par temps chaudLes LGHFB de catégorie 100 ou supérieureaugmentent la résistance à la compression et à laflexionRéduit la perméabilité

Dosage ? Les proportions dépendent de l'utilisation finale du béton, de latempérature de cure et de la catégorie de laitier employée. On l'utilise engénéral dans des proportions de 25 à 50 p. 100 en masse du liant hydraulique.

Précaution ? Les bétons qui contiennent du LGHFB ont tendance à s'écaillerlorsqu'ils sont exposés aux cycles de gel/dégel.

2.2.3.3 Fumée de silice

La fumée de silice est abordée à la section 2.2.12.3, qui porte sur les chapes enbéton.

2.2.4 Disposition

La configuration de l'ouvrage de stationnement, compte tenu des principauxéléments fixes, comme les cages d'escaliers et d'ascenseurs et les murs depérimètre, aura une incidence considérable sur la résistance du béton à lafissuration, en particulier dans les vastes surfaces planes.

Il importe de disposer les murs de manière qu'ils n'entravent pas les variationsde volume produites par la précontrainte par post-tension, les variations detempérature, le retrait et le fluage. Ces phénomènes sont plus marqués dans les


40

ouvrages de stationnement que dans les autres types de structures. Les mursintérieurs ainsi que les murs de périmètre devraient coïncider plus ou moinsavec le centre de rigidité de la structure.

Les concepteurs devraient songer à ne pas relier la superstructure, qui estflexible, aux fondations, qui sont rigides et éviter d'attacher les cages d'escalierset d'ascenseurs ? d'ordinaire relativement rigides ? à la superstructure flexible.Ils devraient également être conscients de la nécessité de prévoir des joints dedésolidarisation, de rupture et de construction aux endroits où leur action serala plus efficace.

Il faut prévoir un nombre suffisant de voies de circulation, et celles-ci devraientêtre disposées de manière à réduire au minimum le nombre de virages àeffectuer pour accéder aux zones les plus éloignées de l'entrée du garage. Eneffet, les systèmes de protection ont tendance à s'user plus rapidement dans lesvirages et les zones de décélération et d'accélération.

Au chapitre 3, ? La durabilité dans la conception d'ouvrages de stationnementen béton précontraint par post-tension ? , on traite en profondeur de ladisposition et on présente des exemples d'agencements des éléments decharpente verticaux rigides et de détails de raccordement qui réduisent auminimum les efforts de traction et le potentiel de fissuration des dalles, desmurs et des colonnes. Ces détails peuvent s'appliquer à d'autres systèmes queles ouvrages en béton précontraint par post-tension.

2.2.5 Détails de conception du système d'évacuation de l'eau

1. Tous les planchers des ouvrages de stationnement devraient présenterune pente d'au moins 2 p. 100. Les planchers devraient être inclinésdans les deux sens pour que l'eau s'écoule efficacement vers les renvoisde plancher.

2. Au moment de porter les élévations finales sur les dessins deconception, il faut considérer les points suivants :

? bombement des éléments précontraints;? fléchissement de tous les éléments, en particulier les

éléments en porte-à-faux;? élimination du fléchissement par précontrainte, en

utilisant des coffrages à effet de bombement et enprévoyant l'inclinaison des surfaces supérieures.


41

3. Les surfaces drainées ne devraient pas dépasser 400 m? . L'eau ne doitjamais traverser un joint de dilatation ou avoir à contourner un anglepour atteindre un renvoi de plancher.

4. Les dalles devraient toujours être inclinées de manière que l'eaus'écoule en s'éloignant des murs, des colonnes, des bordures et de touteautre surface verticale.

5. Les renvois de plancher doivent avoir un diamètre approprié à l'aversede projet et être munis de grilles assurant le drainage d'une superficied'au moins 33 000 mm? . Ils doivent également comporter une rainureintégrée de 6 mm ou être placés à 6 mm sous la surface du plancherafin d'empêcher la formation de flaques d'eau. Il est en outrerecommandé d'utiliser, dans les garages de stationnement, des renvoisdotés de grilles à charnières à fermeture automatique. Les grilles à visétant difficiles à soulever, on omet souvent de remettre les vis en place.

6. Tous les renvois doivent être munis d'un godet à sédiments facilementaccessible. Dans les régions froides, il est recommandé d'isoler lestuyaux de descente des renvois de plancher et de les tracer au moyende câbles chauffants afin de faciliter l'écoulement de l'eau.

7. Les renvois circulaires sont préférables aux renvois de section carrée,qui ont tendance à provoquer une concentration de contraintes pouvantentraîner autour de chaque angle une fissuration rayonnante du béton.

8. Il est ordinairement nécessaire de placer des goulottes à la base desrampes pour recueillir les eaux de ruissellement. Comme les goulottessont exposées à de très fortes concentrations de sel, il faut en revêtirsoigneusement l'intérieur d'une membrane d'étanchéité.

9. Tous les éléments des renvois de plancher devraient être faits dematériaux inoxydables.

10. Les renvois de plancher devraient être situés à au moins 1000 mm desancrages de précontrainte par pré-tension ou par post-tension.

Se référer à la norme S413-87, section 7.6, pour connaître les exigencesrelatives aux pentes et à l'évacuation de l'eau. Dans la deuxième édition, cesexigences sont présentées à la section 7.5.


42

2.2.6 Mesures recommandées pour limiter les changements volumiques

Les divers systèmes structuraux subissent des changements volumiques plus oumoins importants.

Dans les ouvrages en béton armé ordinaire coulé en place, les changementsvolumiques sont surtout liés au retrait et très peu au fluage et aux variations detempérature.

Dans les ouvrages en béton coulé en place et précontraint par post-tension, lerétrécissement élastique, le retrait et le fluage ont tous trois une incidence surles changements volumiques.

Dans les ouvrages en béton préfabriqué précontraint par pré-tension, leschangements volumiques sont déterminés par le retrait, le fluage et lesvariations thermiques.

Pour empêcher toute détérioration liée aux changements volumiques, il faut, aumoment de la conception, accorder une attention particulière aux pointssuivants :

1. Les vastes surfaces planes devraient être divisées en petites zones aumoyen de joints temporaires ou permanents. Au tableau 2.1, on indiqueles espacements recommandés des joints pour divers systèmes decharpente.

2. Pour que la superstructure puisse se mouvoir librement par rapport auxfondations, il faut isoler la charpente des éléments rigides comme lesmurs, les murs écrans et les murs d'escaliers.

3. En réalisant des bandes de coulée temporaires, on permet la dissipationdes forces exercées par les changements volumiques initiauxattribuables au rétrécissement élastique, aux variations de températureet au retrait. À l'endroit des bandes de coulée, il faut enduire d'époxydetous les éléments en acier et utiliser un mélange de béton conçuspécialement pour limiter le retrait. Il est recommandé d'employer dubéton de fibres. Les joints de rupture qui coupent une bande de couléeà angle droit devraient être disposés à un intervalle égal à la largeur dela bande.


43

4. Au niveau de la dalle sur sol, il faut isoler la colonne de la dalle aumoyen d'un joint travaillant en compression.

Des détails types sont présentés au chapitre 3.

2.2.7 Enrobage de béton

Les exigences de la norme S413 remplacent celles de la norme A23.1 pour cequi est de l'enrobage minimal des éléments suivants :

armatures, gaines de câbles et conduits supérieurs :avec membrane 40 mmexposés 50 mmtreillis supérieur 40 mmarmatures, gaines de câbles et conduits inférieurs : 30 mmbarres d'armature des éléments verticaux protégées par une membranequi se prolonge de 100 mm au-dessus du plancher et jusqu'auxfondations, à l'étage inférieur, ou par un hydrofuge, conformément àl'article 7.3.11 40 mm

L'enrobage réel minimal des armatures supérieures et des treillis des dalles etdes chapes de béton est de 25 mm. L'enrobage réel minimal des barresd'armature supérieures et des gaines de câbles dans le béton précontraint parpost-tension doit être de 35 mm.


44

Espacement recommandé des joints de désolidarisation

Nombre de joints dedésolidarisation

Béton préfabriquéDans le sens de laprécontrainte

Béton préfabriquéDans le sens où laprécontrainte estnulle

0 max. 68 m max. 91 m

1 au centre max. 137 m max. 183 m

aux tiers max. 206 m max. 275 m

Tableau 2.1

L'enrobage minimal de coulis minimal devant être injecté dans les cavités dubéton précontraint par post-tension non liaisonné est indiqué dans la normeA23.1.

Dans le cas des ouvrages en acier, l'épaisseur minimale de l'enrobage descannelures du tablier en acier est de 90 mm. L'enrobage ne doit pas, parailleurs, être inférieur à l'épaisseur nécessaire pour satisfaire aux exigences derésistance et de durabilité. L'enrobage minimal prescrit pour les éléments enacier de construction est de 70 mm.

2.2.8 Protection de l'acier d'armature au moyen d'enduits

On peut accroître la durabilité d'un ouvrage en introduisant une redondancedans les systèmes de protection. Certains enduits servent par exemple à réduirela susceptibilité à la corrosion des armatures en cas d'infiltration d'agentscorrosifs. L'enduit le plus communément utilisé est la poudre d'époxyde, qu'onapplique au moyen d'un pistolet électrostatique pour réaliser une liaison parfusion. Le tableau 1 de la norme S413-87 renferme les exigences minimalesrelatives à l'utilisation d'armatures à enduit d'époxyde dans la construction denouveaux ouvrages de stationnement. Ce tableau fait actuellement l'objet d'unerévision, et les exigences minimales sont modifiées dans la deuxième édition.


45

Le lien possible entre l'utilisation d'acier à enduit d'époxyde et la fissurationexcessive des dalles a fait l'objet de bon nombre de discussions et d'articles etsuscite toujours la controverse. Les fabricants, les chercheurs et les consultantsont des opinions divergentes à ce sujet. Les concepteurs d'ouvrages destationnement qui prévoient spécifier l'utilisation d'acier enduit d'époxydedoivent être conscients du risque potentiel et choisir une membrane d'étanchéitéqui permet de colmater adéquatement les fissures.

Dans les ouvrages de stationnement, la pratique actuelle est de n'enduired'époxyde que l'acier des dalles. Il conviendrait cependant de songer à utiliserde l'époxyde aux endroits suivants :

1. dans les colonnes, sur les ligatures situées à moins de 600 mm au-dessus du niveau du plancher;

2. à moins de 600 mm au-dessus du niveau du plancher, dans les partiesfortement exposées des murs et des bordures, par exemple aux entrées,où le passage des véhicules cause souvent des éclaboussures;

3. sur l'acier des poutres et des dalles, à proximité des joints de dilatation;

4. autour des renvois de plancher;

5. sur les armatures situées sur le pourtour des dalles et autour desouvertures des éléments verticaux qui risquent de se fissurer.

On trouve également d'autres enduits comme le laitier de ciment, le laitier deciment modifié aux polymères et les apprêts riches en zinc. Ces produitsconviennent généralement mieux aux travaux de réfection qu'à la constructiond'ouvrages neufs.

Le laitier de ciment assure une bonne protection en créant un milieu fortementalcalin, mais il tend à abaisser le pH des zones avoisinantes et à provoquer lacorrosion des barres d'armatures des milieux plus acides. Les barres situéesdans la zone ragréée deviennent des cathodes protégées, tandis que celles quise trouvent dans le béton avoisinant deviennent des anodes exposées à lacorrosion.

Les barres apprêtées au laitier de ciment modifié aux polymères ou à la résineépoxyde peuvent être attaquées par la corrosion qui s'étend depuis le bétonavoisinant et entraîne l'érosion de l'enduit. Les attaques se déclarent également


46

dans les piqûres et les manques de la couche d'enduit. Il faut en outre présumerque la corrosion sera rapide, étant donné le rapport cathode à anode élevé dansles zones avoisinantes. Il importe donc de retoucher les zones endommagéesavant de mettre le béton en place.

Les apprêts riches en zinc servent de couche perdue et assurent une bonneprotection, la vitesse de corrosion du zinc étant de 40 fois inférieure à celle del'acier. On ne note par ailleurs aucune intensification de la corrosion dans lesmanques de la couche d'enduit ou le béton avoisinant.

L'époxyde est l'enduit le plus couramment employé dans l'industrie. Or, lesingénieurs devraient, au moment d'évaluer chaque projet, vérifier si un autreproduit ne conviendrait pas mieux à leurs besoins. Les facteurs à considérercomprennent :

1. la teneur en ions chlorure du béton avoisinant;2. la teneur en eau du béton avoisinant;3. le système de protection envisagé;4. le degré d'exposition prévu aux produits chimiques de déglaçage.

2.2.9 Ancrages de précontrainte par pré-tension et par post-tension

C'est le plus souvent autour des systèmes d'ancrage que se déclarent lesproblèmes de détérioration. Des détails sur la façon de protéger ces zones tantdans les systèmes liaisonnés que non liaisonnés sont présentés au chapitre 3,? La durabilité dans la conception d'ouvrages de stationnement en bétonprécontraint par post-tension ? .

2.2.10 Matériaux noyés

On trouve dans la norme S413 de la CSA les lignes directrices suivantes en cequi concerne les ferrures et les métaux :

1. Les métaux différents devraient être espacés d'au moins 40 mmou être protégés au moyen d'un enduit d'isolation électrique. Ilfaut donc isoler l'acier ordinaire de l'acier inoxydable et del'acier galvanisé.


47

2. Les pièces en aluminium en contact avec l'acier d'armaturedoivent être revêtues d'un enduit. Un matériau diélectriquedevrait être utilisé entre les renvois de plancher en alliaged'aluminium et les tuyaux en fonte.

3. Les pièces en fonte résistent mal aux conditions qui prévalentdans les ouvrages de stationnement et devraient donc êtrerevêtues d'un enduit.

4. Les conduits, les dispositifs électriques et les boîtes de jonction,métalliques ou non, ne devraient pas être noyés dans le béton.

5. Il faut ménager dans les poutres et les tés une ouverturechemisée pour le passage des conduits, ce qui permettral'utilisation de conduits droits et économiques.

6. Tous les cadres de porte devraient être galvanisés ou revêtusd'une peinture riche en zinc.

2.2.11 Systèmes d'imperméabilisation et hydrofuges

Exception faite de la disposition des éléments de charpente et de l'inclinaisondes dalles, la membrane d'imperméabilisation et les hydrofuges constituent lapremière ligne de défense contre les contaminants dommageables. Les systèmesde protection minimale exigés pour divers systèmes structuraux en béton sontdécrits au tableau 1 de la norme S413-94.

Dans les présentes lignes directrices, nous recommandons l'utilisation demembranes pour tous les systèmes structuraux.

Au chapitre 9, ? Produits d'étanchéité et membranes d'imperméabilisation ? , ontraite des nombreux facteurs qui régissent le choix des membranes. Celles-cidoivent par exemple être adaptées aux facteurs environnementaux, auxchangements volumiques, aux mouvements et aux surcharges de roulageprévus. Il faut en outre considérer les points suivants :


48

? qualité et fini de la surface de béton? capacité à colmater les fissures? résistance à l'abrasion, au poinçonnement et au glissement de

freinage? durabilité de la couche de roulement? besoins d'entretien? risques d'incendie, d'explosion et d'exposition à des fumées toxiques

pendant la construction? résistance aux rayons ultraviolets? résistance à la carbonatation? coût du cycle de vie? compatibilité avec les joints de dilatation, les bordures, les paliers,

etc.

2.2.12 Chapes

Les chapes doivent être utilisées avec prudence et seulement après évaluationpar l'ingénieur responsable de la réfection. Les problèmes signalés dans le passécomprennent :

1. Il peut y avoir rupture de la liaison entre la couche d'assise et la chape.

2. L'enlèvement partiel du béton contaminé au chlorure et sonremplacement par une chape neuve exempte de chlorure peut entraînerla formation d'une cellule galvanique, phénomène lié à la différenceentre la teneur en chlorure de la couche d'assise et celle de la chape quipeut provoquer la détérioration rapide du béton d'origine.

3. La couche d'assise continue de se détériorer, et la seule façon d'yaccéder est de détruire la chape neuve.


49

2.2.12.1 Ciment portland ordinaire ou à haute résistance initiale (BPFA), béton lourdsuperplastifié à faible affaissement (BPFAS)

Dosage : 1 mesure de ciment portland1 mesure de granulats fins1,5 à 2 mesures de granulats grossiers en volumegranulométrie ? 3 à 9 mmrapport ciment/eau ? 0,35 à 0,40affaissement ?

BPFA ? 25 mmBPFAS ? 50 mm

Techniques de mise en place : Dans un ouvrage neuf, ce type de chape peutêtre mis en place de deux façons. On peut couler une couche de 12,5 à24,5 mm d'épaisseur avant la prise du béton sous-jacent. La seconde couchecontribue alors à la résistance structurale de la dalle et fournit une surface demasse volumique élevée. On peut également mettre en place une chape de 50 à75 mm d'épaisseur une fois que la dalle d'assise a fait prise. Dans ce cas, lachape sert uniquement de revêtement et n'ajoute pas à la résistance structuralede la dalle. La chape doit être complètement liaisonnée à la dalle d'assise.

Marche à suivre pour la mise en place des chapes :

1. Avant que la dalle d'assise n'ait fait prise, en gratter la surfaceau moyen d'un balai métallique de manière à exposer lesgranulats grossiers.

2. Une fois que le béton a fait prise, éliminer la poussière et lesdébris de la surface.

3. Mouiller la dalle.

4. Appliquer un coulis épais sur la dalle d'assise. Le coulis consisteen un mélange 1:1 de ciment portland et de sable (passant dansle tamis nE 8), combiné à un mélange d'eau et de latex.

5. Mettre la chape en place avant que le coulis ne sèche. Il ne fautpas laisser le coulis se gâcher. Compacter et finir la chape aumoyen d'un aplanisseur électrique à disque.


50

6. Soumettre le béton à une cure continue par voie humide d'aumoins 5 jours à 21 EC. La cure doit être plus longue si latempérature de cure est inférieure à 15 EC. Il faut amorcer lacure dans les 30 minutes de la mise en place pour réduire auminimum la fissuration de retrait.

Avec la méthode BPFAS, il est plus facile d'obtenir un compactage uniforme etadéquat. Le succès de l'opération de mise en place de la chape tient à un boncompactage et à un contrôle de la qualité efficace.

2.2.12.2 Béton modifié au latex

Pour obtenir du béton modifié au latex, il suffit essentiellement de combiner unlatex polymère à un mélange de béton classique. Le polymère accroît lepouvoir liant.

Dosage : ciment:sable:pierre ? 1:2:5:2granulométrie maximale des granulats grossiers ? 12 mmquantité de latex correspondant à une teneur en solides depolymères de 12 à 15 p. 100 en masse du cimentrapport eau/ciment de 0,35 à 0,40affaissement spécifié de 100 à 150 mm mesuré 5 minutes aprèsle malaxageteneur en air maximale de 6,5 p. 100

Méthode de mise en place :

1. Préparer la surface de la dalle d'assise de la manière décriteprécédemment.

2. Appliquer une couche de cohésion de coulis ciment-latex sur la surfacemouillée en prenant soin qu'il ne se forme pas de flaques d'eau.

3. Mettre immédiatement la chape en place et la finir à l'aide del'équipement de finissage classique.

4. Entreprendre une cure par voie humide de 24 heures dès l'achèvementde la finition.


51

5. Après la cure initiale par voie humide, laisser sécher le béton à l'airpendant 72 heures si la température est supérieure à 13 EC. Il peut êtrenécessaire de prolonger le séchage lorsque la température est inférieureà 13 EC. On ne devrait couler la chape que lorsque la température sesitue entre 29 et 7 EC. Il faut toujours ramener la température du latexà l'intérieur de cette plage avant usage.

2.2.12.3 Chape de béton à la fumée de silice

La fumée de silice est une pouzzolane qui réagit avec la chaux du cimenthydraté et réduit le volume des pores et des micropores normalement présentsdans la pâte de ciment.

Dosage ? Coulis ? teneur du ciment en fumée de silice de 7,5 à 9,0 p. 100 enmasse

Avantages ? La fumée de silice augmente la densité du béton, ce qui en accroîtla résistance, l'imperméabilité, la résistance à l'abrasion et donc la durabilité. Lesparticules de fumée de silice sont beaucoup plus petites que les particules typesde ciment. Cet effet de microremplissage réduit sensiblement la perméabilité etaméliore le lien entre la pâte et le granulat.

Précautions ? En raison de la finesse des particules de la fumée de silice, il fautajouter une plus grande quantité d'eau au mélange. Pour compenser, onutilisera un superplastifiant.

Les propriétés de la fumée de silice peuvent varier en fonction de saprovenance. Ces variations peuvent avoir une incidence sur la couleur dubéton.

La fumée de silice ajoutée sous forme de coulis modifie les propriétésrhéologiques du mélange, en éliminant presque entièrement l'eau de ressuage.Ce phénomène peut provoquer l'assèchement prématuré de la surface et unefissuration de retrait plastique. Il est essentiel de soumettre ce type de béton àune cure appropriée. Il est recommandé d'arroser le béton d'un brouillard d'eauou de le couvrir d'une toile de jute mouillée pendant 7 jours.

Le coût de la fumée de silice peut atteindre trois fois celui du ciment.Il est préférable d'utiliser un aplanisseur manuel en magnésium plutôt qu'unaplanisseur en bois qui pourrait arracher la surface pendant la finition


52

2.2.13 Raccordements

Dans les ouvrages de stationnement, il est souvent nécessaire d'accorder uneattention particulière aux joints poutre-colonne, qui peuvent présenter descombinaisons de charges inhabituelles. On surveillera par exemple :

? les colonnes chargées d'un seul côté;? les colonnes très rigides, surtout s'il s'agit de courtes colonnes

chargées des deux côtés, souvent à des hauteurs différentes;? les effets de la précontrainte;? les moments et les efforts de cisaillements importants appliqués sur

les joints par de longues portées;? les effets des changements volumiques.

On peut observer des moments élevés dans les joints des colonnes extérieures,comme celles de la figure 3.6. Le concepteur doit, le cas échéant, doterl'armature supérieure de la poutre de détails d'ancrages spéciaux. Comme lesefforts causés par le moment négatif du joint peuvent dépasser la résistance aucisaillement du béton, il peut être nécessaire de poser des ligatures à l'intérieurdu joint.

En raison des efforts de cisaillement dans les colonnes, il est parfois nécessairede multiplier les ligatures sur toute la hauteur des colonnes. Lorsqu'il y achevauchement des barres verticales des colonnes, le concepteur doit accorderune attention particulière à l'élaboration des exigences relatives aux barresverticales et aux ligatures. L'une des façons de réduire les efforts de cisaillementest de limiter le moment transféré aux colonnes. Le chapitre 3 expose cetteméthode plus en détail.

Dans les ouvrages à planchers plans et à planchers dalle pleine, la conceptiondes intersections colonne-dalle présente des difficultés similaires.

2.3 CONSIDÉRATIONS PARTICULIÈRES RELATIVES À LA CONCEPTION

2.3.1 Béton préfabriqué

En ce qui concerne la conception des ouvrages de stationnement en bétonprécontraint, le Prestressed Concrete Institute (PCI) fournit lesrecommandations présentées ci-dessous.


53

Aspects conceptuels

Surcharges ? Pour que l'ouvrage fournisse un rendement approprié, l'ingénieurconcepteur doit examiner la tenue de la structure non seulement aux chargesspécifiées dans les codes, mais également aux surcharges auxquelles sontordinairement soumis les ouvrages de stationnement. Il est recommandé deprévoir une surcharge totale de 1,2 kPa. Dans les régions où une surchargemoyenne due à la neige est établie, cette valeur doit être ajoutée à la surchargetotale de calcul. Dans les régions où la surcharge due à la neige est importante,il faut user du plus grand discernement au moment de combiner les surchargesprévues.

1. Aux fins du calcul des surcharges dans les ouvrages où on utilisedes produits chimiques de déglaçage, ? le niveau de précontrainte,pour les éléments précontraints exempts d'armaturessupplémentaires en acier doux, doit être établi de manière que, sousune surcharge réaliste, la contrainte de traction par flexion nedépasse pas 7,5 (f'c)? . On s'assurera ainsi que le béton soutiendrales surcharges sans se fissurer, ce qui améliorera le rendement et ladurabilité. ? 10

2. ? Dans les ouvrages où on utilise des produits chimiques dedéglaçage, la contrainte marginale de traction de la surface d'usurene doit pas dépasser 3 (f'c)? sous les charges permanentesseulement et 6 (f'c)? sous les charges permanentes combinées auxsurcharges. ? 10

Changements volumiques ? ? Le changement volumique est défini comme lechangement de dimension d'un élément de charpente sous l'effet des forces deretrait, des variations de température, du rétrécissement élastique et dufluage. ? 10 Lorsque les forces à l'origine des changements volumiques nepeuvent s'exercer librement, les éléments de charpente peuvent se fissurer, cequi favorise la pénétration de contaminants dommageables dans le béton.

1. Dans les ouvrages en béton préfabriqué, les forces de contrainte onttendance à se concentrer à la jonction des éléments, où ellesprovoquent la formation de fissures. On peut remédier à ceproblème en concevant des raccordements capables de résister à lavaleur totale des forces de contrainte ou en ayant recours à desraccordements présentant un certain niveau de flexibilité. C'est cetteseconde solution qui est recommandée. Le concepteur doit tenir


54

compte du fait que les raccordements rigides (soudés) réduisent lacapacité de la structure à réagir aux changements volumiques. Il estconseillé d'employer, dans la mesure du possible, desraccordements boulonnés ou coulissants.

2. Pour éviter tout problème relatif au fluage et au retrait, il estrecommandé d'attendre 28 jours après la coulée du bétonpréfabriqué pour effectuer les raccordements finaux sur chantier. Sile calendrier des travaux ne permet pas ce délai, il est recommandéde mettre l'élément en place, sans le souder ni le boulonner auxéléments adjacents avant que la période de 28 jours ne se soitécoulée. Il faut néanmoins qu'un raccordement provisoire assuretoute la stabilité et la sécurité voulue.

3. Le toit-terrasse est l'élément d'ossature qui présente le plusimportant mouvement cyclique lié à la température. Le bombementdu toit-terrasse sous l'effet du rayonnement solaire provoque unmouvement de rotation et de rétrécissement aux appuis. Il fautdonc que les appuis soient libres de décrire une translationhorizontale pour dissiper les contraintes qui pourraient entraînerune rupture s'ils sont fixes (soudés).

4. Pour réduire l'incidence des changements volumiques sur lacharpente, on doit réaliser des joints de désolidarisation, isoler lacharpente des murs rigides, réduire la rigidité de certains élémentsou raccordements et ménager des bandes de coulée. On peutégalement séparer les cages d'escaliers et d'ascenseurs de lacharpente. Dans les ouvrages de grande hauteur, il convient parailleurs d'isoler le toit-terrasse pour éviter tout problème relatif aubombement, mais il faut alors relier les niveaux inférieurs aux murs.

5. On devrait utiliser de petits joints de désolidarisation pour séparerles poutres sous mur porteur de la structure et les colonnes de ladalle sur sol. Dans la troisième édition de son manuel deconception, le PCI fournit des lignes directrices détaillées surl'espacement des joints de désolidarisation.

6. Il est recommandé d'utiliser des joints de désolidarisation sur deuxcolonnes chaque fois qu'il est possible de le faire. Ces joints sont lesplus fiables, et ils assurent une séparation complète. Bien que pluscoûteux à l'achat, ils présentent un excellent rapport coût-efficacitépendant la durée de vie de l'ouvrage.


55

Les joints de dilatation en porte-à-faux sont à proscrire. Lefléchissement différentiel des dalles en porte-à-faux peut entraîner ladétérioration du matériau d'étanchéité et des problèmesd'infiltration.

Les joints de dilatation coulissants sont une autre solution. Le bonfonctionnement des appuis mobiles dépend de la qualité de laconception, de l'installation et de l'entretien des joints. Pendant lacoulée, il faut s'assurer qu'il n'y a pas d'adhérence entre les élémentspour éviter tout risque de fissuration et d'effritement le long desrives de la dalle liaisonnée. Il est préférable d'utiliser des jointscoulissants lorsque le mouvement maximal prévu est supérieur à13 mm.

7. Des joints de désolidarisation sont recommandés pour les longueursde dalles de plus de 46 m à partir du centre de contrainte.

8. Il faut placer les joints aux points hauts des dalles pour faciliterl'écoulement de l'eau.

9. Dans la mesure du possible, les joints devraient être droits. Il fautéviter de faire épouser la forme des colonnes ou des murs.

10. On devrait surdimensionner la plaque supérieure de chaque appuimobile pour empêcher les débris de s'accumuler sur la plaqueinférieure.

Un exposé détaillé des mesures recommandées pour réduire l'effet deschangements volumiques et de divers aspects structuraux des ouvrages destationnement est présenté dans un rapport du comité technique 362 del'American Concrete Institute intitulé Guide for the Design of Durable ParkingStructures.

Étanchéité des joints de désolidarisation

1. Le plus souvent, dans les ouvrages de stationnement, on scelle lesjoints de désolidarisation au moyen d'un cordon d'étanchéitéprémoulé en polyuréthanne maintenu en place par une bande deprotection en polymère. Ce procédé permet d'obtenir un jointd'affleurement avec le revêtement et d'éliminer les sailliesdangereuses et les vides où peuvent s'accumuler la poussière et les


56

débris. Souvent, les produits d'étanchéité coulés sur placedurcissent de façon inégale, présentent une épaisseur irrégulière etne permettent pas d'obtenir une zone sous-jacente non adhérente.Le prémoulage élimine ces problèmes et améliore sensiblement lerendement. Il est recommandé d'employer des cordons prémoulésdans les zones d'exposition modérée.

2. Aux endroits où l'emploi de matériel de déneigement est probable,dans les zones exposées à une circulation rapide ou lourde ainsi quedans les rampes supérieures et inférieures, les virages et les zonesde décélération ou d'accélération, on devrait utiliser un presse-garniture en élastomère maintenu en place par des bandes de métal,une bande de protection en polymère ou les deux.

Chapes

1. Les chapes exposées aux produits chimiques de déglaçagedevraient avoir au moins 75 mm d'épaisseur.

2. Le béton doit avoir une résistance minimale de 27,5 MPa etprésenter un rapport eau/ciment d'entre 0,40 et 0,45. Une cure parvoie humide est essentielle, et les joints devraient être façonnés à lamain plutôt que sciés. Pour sceller les joints, il faut utiliser uncordon d'étanchéité en polyuréthanne de qualité et résistant à lacirculation. Tous les métaux qui traversent les joints devraient êtreenduits d'époxyde, galvanisés ou revêtus d'un enduit riche en zinc.

3. On observe souvent dans les tés surmontés d'une dalle decompression une microfissuration de la surface, derrière leraccordement bride à bride. Cette fissuration peut favoriser lesinfiltrations et entraîner la détérioration du béton. La fissuration seproduit lorsque les forces de dilatation engendrées par la chaleurdégagée pendant le soudage ne peuvent s'exercer librement dans lesplaques de soudage. Pour éliminer ce problème, il faut calculer lesdétails de manière à permettre la libre dilatation thermique enhauteur des plaques. En meulant la zone de soudure ou en lapassant à la brosse métallique, on peut également réduire la chaleurnécessaire pour réaliser la soudure.


57

Joints ? Les joints des ouvrages en béton préfabriqué présentent souvent lesproblèmes suivants :

1. rotation en torsion des poutres en L;

2. écaillement des rives des poutres faîtières soumises à des chargesconcentrées lorsque les plaques d'appui n'assurent pas unerépartition uniforme des charges;

3. rigidité insuffisante entre les tés doubles provoquant un mouvementdifférentiel;

4. corrosion de l'acier à l'intersection des éléments préfabriqués.

Allèges alvéolées ? Pour éliminer le plus possible les efforts de torsion, on peutremplacer avantageusement les moulures continues par des allèges alvéolées.Cet agencement est économique et permet de réduire les efforts de torsion,donc le risque de fissuration. La mise en place d'allèges alvéolées autorise unespacement plus important des colonnes extérieures, ce qui contribue aussi àabaisser les coûts de construction. En réduisant le risque de fissuration et lenombre de raccords, on améliore en outre la durabilité de l'ouvrage.

Tés doubles coudés - Pour solidariser les rampes intérieures, on peut se servirde tés doubles coudés plutôt que réaliser une charpente intérieure coûteuse. Enréduisant le nombre d'éléments et de détails de raccordement, on simplifie lesouvrages de charpenterie, ce qui tend à améliorer le rendement et la durabilitéde l'ouvrage.

Raccords galvanisés - Dans les zones contaminées par des sels de déglaçageou par du sel marin aéroporté, les raccords exposés sont généralementgalvanisés à chaud. À ce sujet, l'American Hot Dip Galvanizers Association aformulé les recommandations qui suivent.

1. Il faut dans toute la mesure du possible utiliser une électrode nonenrobée afin de prévenir les dépôts de fondant.


58

2. Si l'on se sert d'une électrode enrobée, il faut éliminer tous lesrésidus de fondant au moyen d'une brosse métallique, d'unchalumeau ou d'un pistolet à aiguilles ou par burinage, grenaillageau moyen d'air comprimé ou meulage. Cette opération estnécessaire car les résidus de fondant sont chimiquement inertesdans les bains de dérochage ordinairement employés par lesgalvaniseurs et tendront à produire un revêtement de zinc rugueuxet imparfait.

3. On recommande le soudage effectué sous protection gazeuse inerteou sous protection gazeuse avec électrode réfractaire ou le soudageà l'arc sous CO2, car ces procédés ne produisent à peu près pas delaitier.

4. Si l'on ne peut employer ces procédés de soudage, il faut choisirune électrode enrobée auto-décrassante, du type recommandé parles fournisseurs de matériel de soudage et suivre les directivesformulées au point 2.10

Pour prévenir l'effritement dû au vieillissement accéléré produit par le travail àfroid, le poinçonnage, l'encochage, la confection de congés de raccordement defaible rayon, le cisaillement et le pliage à angle aigu des composants du raccord,il faut suivre les recommandations formulées par l'American Hot DipGalvanizers Association.

1. Il faut choisir un acier dont la teneur en carbone ne dépasse pas0,25 p. 100.

2. Il faut utiliser un acier possédant une basse température detransition, car le travail à froid tend à élever la température detransition ductile-fragile, phénomène que tend à renforcer lagalvanisation (chauffage).

3. Dans le cas d'aciers dont la teneur en carbone varie entre 0,1 et0,25 p. 100, il faut maintenir un rayon de courbure égal à au moinstrois fois l'épaisseur du profilé (3t). Dans certains cas, on obtiendrade meilleurs résultats en utilisant une valeur de 6t. S'il estimpossible d'effectuer des pliages de moins de 3t, il faut détendre lematériau en le chauffant à 593 EC, à raison d'une heure par pouced'épaisseur.


59

4. Il vaut mieux percer que poinçonner les trous dans les matériaux deplus de 20 mm d'épaisseur. Les trous poinçonnés doivent être sous-dimensionnés puis alésés de 3 mm sur tout le diamètre; les trousréalisés au moyen d'une perceuse seront au diamètre voulu.

5. Les rives de profilés en acier de plus de 16 mm d'épaisseur qui sontsoumises à des efforts de traction doivent être usinées ou taillées.

6. Selon les aciéristes, il ne faut pas chauffer l'acier à plus de 649 ECdans les applications critiques. Lorsqu'un travail à froid estinévitable, il faut détendre le matériau de la manière indiquée aupoint 3.10

Outre la galvanisation à chaud, on peut aussi réduire la corrosion en utilisantdes enduits d'époxyde ou de l'acier inoxydable. On peut également recourir àdes enduits appliqués sur le chantier pour protéger les soudures et les plaquesexposées. L'efficacité d'un enduit appliqué sur place est directementproportionnelle au soin apporté à la préparation de la surface sous-jacente.

2.3.2 Charpentes en acier

1. Toutes les colonnes en acier doivent être entourées d'une bordureen béton d'au moins 150 mm de hauteur à chaque dalle. Cettebordure protège la colonne contre l'accumulation d'eau à la base etoffre une surface verticale contre laquelle on peut rabattre lamembrane d'imperméabilisation.

2. Si aucune membrane ne doit être appliquée, la jonction de labordure et de la dalle doit être rendu étanche, et les armaturesdevront alors être enduites d'époxyde. À cette fin, il estrecommandé de pratiquer une engravure autour de la base de labordure et de la remplir d'un produit d'étanchéité approprié.

3. Il ne faut pas utiliser d'acier auto-protégé dans les ouvrages fermés.

4. Dans un ouvrage composite, les fissures de flexion se forment dansles zones de moment négatif, au-dessus des poutres et des poutres-maîtresses. Il faut restreindre la largeur de ces fissures par la miseen place d'un nombre approprié d'armatures, compte tenu de lacapacité de colmatage de la membrane.


60

5. Dans la mesure du possible, il faut éviter les surfaces horizontalesen acier non protégé, car la poussière et les débris qui risquent des'y accumuler retiennent l'humidité, ce qui favorise la corrosion.

6. Il est recommandé de surdimensionner la plaque d'appui supérieureafin de réduire le risque d'accumulation de débris sur la plaqued'appui inférieure.

2.4 CONSTRUCTION

Il faut s'assurer que les méthodes de construction et de contrôle de la qualitésur le chantier sont rigoureusement conformes aux exigences des normesA23.1 et S413 de la CSA, si l'on veut que les coefficients de sécurité employésdonnent les résultats attendus. Le transport, la mise en place, le finissage et lacure du béton doivent être effectués correctement. On trouvera au chapitre 4les méthodes qu'il faut employer pour contrôler la qualité et mener les essaisqui détermineront si les coefficients de sécurité employés permettront d'obtenirle rendement et la durabilité recherchés.

2.5 ENTRETIEN

Si l'on veut obtenir un rendement satisfaisant, il faut tenir compte de l'entretienà long terme du garage dès le stade de la conception. À ce stade, il fautbudgéter l'entretien et ébaucher un programme d'entretien. L'entretien doit êtreconsidéré comme un processus permanent qui vise le repérage et la résolutionrapides des problèmes et évite ainsi les réparations tardives, généralement trèscoûteuses.

Le Code national du bâtiment du Canada exige que les propriétaires se dotentd'un programme d'entretien courant qui maintiendra la durabilité de l'ouvrage.Ce programme doit comprendre les éléments suivants :

1. nettoyage;2. inspection et réfection de l'ouvrage, du système de protection et du

système de drainage;3. recommandations relativement à l'équipement de déneigement et aux

méthodes à employer pour réduire les risques de dommage;4. recommandations en regard de l'état de l'ouvrage, après inspection par

un ingénieur.


61

Les registres d'inspection, les rapports sur les défauts observés et les mesurescorrectives adoptées ainsi que la date des travaux d'entretien prévus doiventêtre conservés et transmis, sur demande, à l'ingénieur responsable desinspections.

Il faudra, le cas échéant, se reporter au chapitre 5, qui traite en détail del'exploitation et de l'entretien des ouvrages de stationnement.

RÉFÉRENCES

1. CAN/CSA - S413 - 94, Parking Structures, 5e ébauche, novembre 1993.

2. American Concrete Institute, Guide to Durable Concrete, ACI 201, avril 1992.

3. Ministère du logement, Ontario, Direction des bâtiments, Deterioration of ParkingStructures, juillet 1988.

4. Suter Keller Inc., Détérioration des garages de stationnement étagés :considérations sur l'étendue, les causes et la réparation , SCHL, mars 1986.

5. NRC, Deterioration of Parking Structures Research Project, August 1992.

6. Normes CAN/CSA-A23.1, A23.2-M90, Béton - Constituants et exécution destravaux et essais concernant le béton, 1990.

7. The ENO Foundation for Highway Traffic Control, Traffic Design of ParkingGarages, 1957.

8. Norme CAN/CSA-S413-87, Ouvrages de stationnement. 1987.

9. Litvan G., Bickley J., Durability of Parking Structures: Analysis of Field Survey,Concrete Durability Katherine and Bryant Mather International Conference, vol. 2,ACI SP-100, 1987.

10. Prestressed Concrete Institute, Precast/Prestressed Concrete Parking Structures,Parking Structures: Recommended Practice for Design and Construction , 1988.

11. Chrest, A., Parking Structures: Planning, Design, Construction, MaintenanceRepair, 1989.


62

12. American Concrete Institute, Concrete International, Admixtures, avril 1993, volume15, nE 4, pages 23 à 47.

13. American Concrete Institute, Concrete International, Post-Tensioned Concrete,février 1988, volume 10, nE 2, pages 30 à 35.

14. American Concrete Institute, Concrete International, Distress Due to Sun Camber ina Long-Span Roof of a Parking Garage, juillet 1988, volume 10, nE 7, pages 42 à50.

15. American Concrete Institute, Concrete International, Concrete Durability - AMultibillion-Dollar Opportunity, janvier 1988, volume 10, nE 1, pages 33 à 35.

16. American Concrete Institute, Concrete International, Curing of Concrete,février 1990, volume 12, nE 2, pages 40 à 54.

17. American Concrete Institute, Concrete International, Concrete Practice Note:Designing Concrete Parking Structures for Long-Term Durability,novembre 1988, volume 10, nE 11, pages 45 à 46.

18. American Concrete Institute, Concrete International, Laboratory Investigation ofConcrete Sealers, novembre 1989, volume 11, nE 11, pages 37 à 42.

19. American Concrete Institute, Concrete International, Structural System Performancein Parking Structures, août 1990, volume 12, nE 8, pages 30 à 34.


63

Chapitre 3

LA DURABILITÉ DANS LA CONCEPTION D'OUVRAGES DE STATIONNEMENTPRÉCONTRAINTS PAR POST-TENSION

TABLE DES MATIÈRES

Page


3.2 ARMATURES À ENDUIT D'ÉPOXYDE 67

3.3 SYSTÈMES DE PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION 673.3.1 Système de précontrainte par post-tension non liaisonné 683.3.2 Système de précontrainte par post-tension liaisonné 71

3.3.2.1 Coulis de ciment 72

3.4 QUALITÉ DU BÉTON 74

3.5 ENROBAGE 74

3.6 FORMATION ET PRÉVENTION DES FISSURES DE RETRAIT 743.6.1 Retrait de séchage 753.6.2 Fluage 753.6.3 Rétrécissement élastique 753.6.4 Variations de température 763.6.5 Types de fissures 773.6.6 Prévention des fissures 79

3.6.6.1 Planification de l'agencement 793.6.6.2 Séparation structurale 793.6.6.3 Bandes de fermeture, joints et ordre de coulée 793.6.6.4 Raccords de détente 80

3.7 DRAINAGE 82


64

3.8 AJOUTS CIMENTAIRES, HYDROFUGES ET MEMBRANES 823.8.1 Ajouts cimentaires pour béton 823.8.2 Hydrofuges et membranes d'imperméabilisation 833.8.3 Systèmes d'imperméabilisation épais 85

3.9 AUTRES FACTEURS DE DURABILITÉ 843.9.1 Canalisations électriques 843.9.2 Coffrages 843.9.3 Chaises et ligatures 843.9.4 Protection des ancrages d'extrémité 853.9.5 Protection des bases 853.9.6 Protection des fondations 85

3.10 EXEMPLE D'OUVRAGE DE STATIONNEMENT DURABLE 853.10.1 Concept structural 853.10.2 État actuel 86

RÉFÉRENCES 87


65

Liste des figuresFig. 3.1 Planification et agencement des murs de cisaillement pour la prévention des

fissures dans la dalle3.2 Formation de fissures dans une dalle de forme irrégulière3.3 Fissuration des dalles3.4 Fissuration d'une colonne courte de mi-étage dans un ouvrage de

stationnement3.5 Raccord de détente mur/colonne3.6 Zones présentant un risque de désordre en raison du rétrécissement des dalles

précontraintes par post-tension dans les bâtiments à plusieurs étages3.7 Fissurations d'un mur sous l'effet des mouvements de la dalle3.8 Emplacement des joints de désolidarisation dans la dalle3.9 Détails de joints de dalle3.10 Raccord de détente provisoire3.11 Raccord de détente mur/dalle3.12 Raccord de détente provisoire pendant la mise en tension3.13 Construction articulée à la base des colonnes d'extrémité3.14 Détail de mur non porteur3.15 Mise en place de barres d'armature près des murs de cisaillement pour prévenir

la fissuration3.16 Protection des ancrages d'extrémité3.17 Protection de la base des murs et des colonnes3.18 à 3.21 Exemple d'ouvrage de stationnement3.22 Raccord type entre une colonne et une poutre précontrainte par post-tension3.23 Exemple d'ancrage de toron simple contraint par post-tension, non liaisonné


66

LA DURABILITÉ DANS LA CONCEPTION D'OUVRAGES DE STATIONNEMENTPRÉCONTRAINTS PAR POST-TENSION

3.1 GÉNÉRALITÉS

Les ouvrages coulés en place et précontraints par post-tension se sontbeaucoup répandus au cours des années 1960 et 1970. Le recours auxprocédés de post-tension a permis d'obtenir de vastes surfaces dépourvues decolonnes et un aménagement plus fonctionnel des ouvrages de stationnement.Dans un ouvrage bien conçu et correctement précontraint, les fissures seront àpeu près absentes.

La plupart des ouvrages de stationnement précontraints par post-tensionconstruits au cours des années 1960 et 1970 ont été plus ou moins détérioréspar les infiltrations de sels de déglaçage et d'eau. Dans presque tous cesouvrages, on a utilisé des câbles de précontrainte non liaisonnés et non enrobésde coulis.

On a beaucoup appris de la détérioration et des défaillances de ces ouvrages.

On arrive aujourd'hui à concevoir des ouvrages en béton précontraint par post-tension qui sont à peu près exempts de fissures. Bon nombre d'ingénieurestimaient qu'en prévenant la fissuration, on éliminerait le risque d'infiltration desels de déglaçage et d'eau. Or, l'absence de fissures que l'on peut observer dansle béton précontraint par pré-tension ne prévient pas systématiquement lapénétration de ces contaminants dans le béton, car l'eau et les sels peuvents'infiltrer par les pores du béton.


67

Pour obtenir un ouvrage durable, il faut tenter de prévenir la pénétration d'eauà teneur en chlorure dans le béton et d'empêcher l'eau qui parvient à s'infiltrerd'entrer en contact avec les câbles de précontrainte ou l'acier d'armature. Àcette fin, il faut multiplier les systèmes de protection, de sorte que l'inefficacitéd'une mesure sera automatiquement contrée par les autres mesures deprotection. On exposera en détail l'incidence sur la durabilité des mesuressuivantes :

. armatures à enduit d'époxyde;

. protection des câbles de précontrainte par post-tension;

. béton de haute qualité à faible perméabilité;

. chape en béton;

. élimination des fissures;

. drainage;

. traitement de surface et inhibiteurs de corrosion.

3.2 ARMATURES À ENDUIT D'ÉPOXYDE

L'une des mesures qui a l'incidence la plus marquée sur la durabilité desouvrages de stationnement est l'utilisation d'armatures à enduit époxyde. Si l'onapplique une membrane d'imperméabilisation vraiment efficace, il n'est pasabsolument nécessaire d'employer ce type d'armatures, mais celles-ci offrentune protection supplémentaire advenant la défaillance du systèmed'imperméabilisation. Les ouvrages de stationnement précontraints par post-tension construits aux États-Unis et au Canada sont le plus souvent dépourvusde membranes d'imperméabilisation, lesquelles sont remplacées par unhydrofuge appliqué en surface. Dans de telles conditions, il est essentield'utiliser des barres d'armature protégées par un enduit d'époxyde.

3.3 SYSTÈMES DE PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION

La post-tension peut être appliquée au moyen de câbles de précontrainteentièrement liaisonnés ou non. Dans le premier cas, on place les câbles deprécontrainte en acier dans un conduit avant de couler le béton. Une fois que lebéton a atteint le degré de durcissement voulu, on tend les câbles deprécontrainte. L'espace entre le conduit et le câble est ensuite rempli d'un coulisde ciment de haute qualité.


68

3.3.1 Système de précontrainte par post-tension non liaisonné

Dans le cas de câbles non liaisonnés, le toron d'acier est enduit de graisseinhibitrice de corrosion puis enfermé sur toute sa longueur dans une gaine deplastique obtenue par extrusion. Cette étanche gaine recouvre également lesextrémités du câble. L'ancrage des extrémités, les raccords et les autres ferruresde précontrainte par post-tension sont protégés contre la corrosion par desenduits d'époxyde ou par des gaines en plastique. Il faut prendre le plus grandsoin de ne pas abîmer ces dispositifs de protection pendant la construction. Lesgaines protègent l'acier contre les infiltrations d'eau, et la graisse sert àempêcher l'adhérence entre le câble et la gaine pendant les opérations de pré-tension et offre aussi une protection contre la corrosion. Dans les systèmes nonliaisonnés, la rupture d'un câble neutralise automatiquement la force de pré-tension exercée par ce câble.

La publication du Prestressed Concrete Institute intitulée ? Specification forUnbound Single Stand Tendons ? renferme des exigences détailléesrelativement au blindage des câbles et à la protection contre la corrosion. Ontrouvera ci-après une brève description des produits recommandés qui pourraservir d'aide-mémoire.

Blindage : Le blindage utilisé dans les systèmes de câbles à un toron nonliaisonnés doit être fait d'un matériau qui possède les caractéristiques suivantes :

1. Résistance suffisante pour prévenir tout dommage au cours dela fabrication, du transport, de l'installation, de la mise en placebu béton et de la traction.

2. Imperméabilité sur toute la longueur.

3. Stabilité chimique, c'est-à-dire absence de fragilisation ou deramollissement dans les plages de températures d'expositionprévues et pendant toute la durée utile de l'ouvrage.

4. Non-réactivité avec le béton, l'acier et l'enduit inhibiteur decorrosion appliqué sur les câbles.

5. Couleur contrastant avec la graisse noire, permettant dediscerner les déchirures. Le béton constitue la première ligne dedéfense contre la corrosion des câbles. Le blindage et la graissesont les deuxième et troisième. Les gaines doivent être d'unseul tenant et extrudées, avoir au moins 1,5 mm d'épaisseur et


69

être faites de polypropylène ou de polyéthylène dense. Leurdiamètre intérieur doit dépasser de 0,76 mm le diamètremaximal du toron. La jonction des gaines et des ancrages detraction, intermédiaires et d'extrémité doit être rendue étanche,ce qui suppose l'encapsulation des éléments de précontrainte enacier, de tous les raccords, des ancrages intermédiaires etd'extrémité, y compris les cavités des cales de fixation. Tous lesraccords doivent demeurer étanches lorsqu'ils sont soumis àune pression hydrostatique de 0,086 kPa (1,25 lb/po? ) pendantune période de 24 heures.

Enduit inhibiteur de corrosion : L'enduit doit être un produit organiquecontenant des inhibiteurs de corrosion et de polarisation et un chasse-humiditéappropriés.

1. La graisse doit remplir complètement le vide qui sépare le câblede la gaine.

2. Il faut appliquer la graisse à raison de 1,14 kg par 30,5 mètresde toron de 12,7 mm de diamètre et de 1,36 kg par 30,5 mètresde toron de 15 mm de diamètre.

3. La graisse employée doit répondre à toutes les exigencesénoncées dans le document du PTI intitulé ? PerformanceSpecification for Corrosion Preventive Coating ? .

Ancrages : Le système d'ancrage doit répondre à tous les critères mentionnésci-après ainsi qu'aux exigences applicables aux milieux corrosifs de la norme duPTI. Toutes les plaques d'ancrage doivent être protégées par un enduitd'époxyde ou mises sous plastique. Les ligatures ne doivent pas être tendues aupoint de provoquer la déchirure ou le bris des gaines de câble au moment del'installation ou de la mise en tension.

Les ancrages et les accouplements de câbles doivent être conçus pour offrir larésistance aux charges statiques et dynamiques prescrite dans le document? Guide Specification for Post-Tensioning Materials ? . Les pièces mouléesdoivent être non poreuses et exemptes de sable, de trous de soufflage, de videset de tout autre défaut. Il faut prévoir un bouchon de plastique qui s'ajusteparfaitement et de façon étanche à l'extrémité cylindrique du côté tension del'ancrage. Le côté support de l'ancrage moulé doit être revêtu d'un manchon enplastique qui préviendra l'infiltration d'humidité dans le tube d'ancrage ou lagaine de câble.


70

Remplissage : Il faut utiliser une garniture alvéolaire en plastique à l'extrémitéqui travaille en tension pour ménager, à partir de la pièce moulée d'ancrage, undégagement d'au moins de 50 mm de longueur et de 65 mm de largeur quipermettra d'aller couper la longueur excédentaire de toron sans endommagerles cales de fixation ou l'ancrage en fonte. Aux points intermédiaires de mise entension, il faut empêcher les fuites d'humidité dans l'ancrage en fonte ou lagaine de câble.

Bouchon d'ancrage :1. Extrémités de mise en tension : Le bouchon de plastique doit

s'ajuster parfaitement à l'extrémité sous tension du barillet etdes cales et être muni d'un dispositif d'étanchéité. Le bouchondoit permettre un prolongement du toron d'au moins 40 mmau-delà des cales.

2. Points intermédiaires de mise en tension : On devra prévoir lapose d'un bouchon en plastique semblable à celui qui est décritci-dessus, mais ouvert de manière à laisser passer le toron.

3. Enduit : La zone des cales et le bouchon en plastique doiventêtre complètement remplis de la graisse employée sur lalongueur du toron.

Manchon : On doit utiliser un manchon de plastique du côté hors tension de lapièce moulée d'ancrage afin de prévenir les infiltrations d'humidité dans la piècemoulée ou la gaine de câble. Le manchon doit faire au moins 250 mm delongueur et être scellé aux extrémités au moyen d'un ruban adhésif résistant àl'humidité. La protection des câbles ou des systèmes d'ancrage exposés aumoyen de ruban adhésif en toile ou différent du type recommandé ne sera pasaccepté.

Blindage des ancrages intermédiaires : À la hauteur des ancragesintermédiaires de mise en tension, il faut protéger les tronçons exposés aumoyen d'un enduit inhibiteur de corrosion (celui mentionné ci-dessus) etenfermés dans une gaine en plastique. Le lecteur est prié de se reporter à lafigure 3.23, qui montre le détail d'un ancrage d'extrémité type.


71

3.3.2 Système de précontrainte par post-tension liaisonné

Dans les systèmes de précontrainte par post-tension, on noie un conduit d'acierou de polyéthylène dans le béton afin de créer un vide dans lequel sera introduitl'acier de précontrainte qui sera ultérieurement mis en tension. On remplitensuite ce vide de coulis afin d'assurer le liaisonnement entre l'élément en bétonet l'acier de précontrainte sur toute la longueur du conduit. Pour remplircorrectement son rôle, le conduit doit posséder les caractéristiques suivantes :

. il doit offrir une barrière efficace contre les infiltrations demortier pendant la mise en place du béton;

. il doit présenter une résistance suffisante pour ne pas êtreécrasé, perforé ou endommagé de quelque manière que ce soitpendant sa mise en place ou les opérations de bétonnage;

. il doit offrir une résistance suffisante à l'abrasion et la rigiditénécessaire pour que sa paroi ne risque pas d'être coupée ouécrasée par l'acier de précontrainte pendant la mise en tension;

. il doit posséder la stabilité chimique nécessaire pour prévenirtoute réaction destructive avec le ciment, le coulis ou l'acier deprécontrainte;

. il doit pouvoir transmettre les forces de liaisonnement entre lecoulis et le béton environnant.

Il fut un temps où l'on utilisait des conduits en acier galvanisé ondulés dans lessystèmes liaisonnés de précontrainte par post-tension. Employés dans lesouvrages de stationnement dépourvus de membrane d'imperméabilisation, cetype de conduit tendait à se corroder. Dans les garages de stationnement quicomportent des systèmes liaisonnés reposant sur des conduits en aciergalvanisés, il faut nécessairement appliquer une membraned'imperméabilisation.

Au cours des dernières années, on a mis sur le marché des conduits enpolyéthylène ondulés en spirale, dont le coût est comparable à celui desconduits en acier. En utilisant des conduits résistants à la corrosion, on protègedu même coup l'acier de précontrainte noyé. Les conduits en polyéthylèneposent toutefois les problèmes suivants :


72

. Leur capacité à transférer, par liaisonnement, les efforts aubéton n'est pas toujours adéquate.

. Ils ne possèdent pas la résistance à l'abrasion exigée. Si leconduit en plastique est perforé pendant l'insertion ou la miseen tension, il ne peut plus remplir efficacement sa fonction debarrière anti-corrosion.

. Il peut être difficile de remplir complètement les vides de coulisdans les conduits en tôle ondulée.

Les raccords de conduits réalisés à mi-longueur qui ne sont pas scelléscorrectement peuvent laisser pénétrer le mortier de béton et causer desproblèmes au cours de la mise en place du coulis. Un conduit qui n'est pascomplètement rempli de coulis nuira à la durabilité de l'acier de précontrainte.

3.3.2.1 Coulis de ciment

Le coulis remplit deux grandes fonctions. Il prévient la corrosion en enfermantles éléments de précontrainte par post-tension en acier dans un milieu alcalin etil transfère les efforts de liaisonnement entre l'acier de précontrainte et leconduit dans lequel il a été injecté.

Un bon coulis doit en outre posséder les caractéristiques suivantes :

. faible perméabilité et résistance électrique élevée;

. fluidité suffisante pour permettre le pompage du coulis et faciliter leremplissage du vide;

. retrait minime ou nul à l'état plastique ou durci et résistance à lafissuration de retrait après hydratation du ciment;

. séparation minime ou nulle des composants.

Pour connaître les exigences détaillées relatives au coulis de ciment pour câblesliaisonnés, le lecteur est prié de consulter la norme CAN/CSA A23.1-M90. Unrésumé de ces exigences est présenté ci-dessous.


73

. MatériauxCiment, eau, granulats, adjuvants entraîneurs d'air, agent de dilatation;le rapport eau/liant ne doit pas être supérieur à 0,45.

. Utiliser un malaxeur produisant une pâte colloïdale

. Soumettre le coulis à des essais pour déterminer :? sa fluidité;? sa teneur en eau de ressuage;? s'il possède la résistance minimale exigée de 20 MPa à 7 jours;? sa teneur en produits chimiques corrosifs, c'est-à-dire en

chlorures et en nitrates.

Le problème le plus grave relatif aux câbles de précontraintes noyés dans lecoulis de ciment provient de mauvaises techniques d'injection qui entraînent laformation de vides en divers points le long du câble. Ces vides entraînent uneaugmentation de la teneur en oxygène, ce qui provoque la corrosion.L'infiltration d'humidité dans ces vides peut aussi entraîner la corrosion del'acier de précontrainte. L'eau de pluie qui s'accumule dans le conduit malprotégé au cours des travaux de construction peut nuire à la durabilité del'ouvrage si elle n'est pas évacuée avant l'injection du coulis. L'injectionproprement dite peut être suivie d'une réinjection aux endroits où l'eau estsusceptible d'être emprisonnée. Cette opération de réinjection doit débuter aumoins 10 minutes et au plus 20 minutes après l'injection initiale, selon le tempsde prise et la température ambiante. Lorsque du coulis est réinjecté pourchasser l'eau de ressuage, les points d'entrée et de sortie seront situés àproximité des zones d'accumulation prévues, par exemple, à l'emplacement desancrages, des accouplements et des points hauts.


74

3.4 QUALITÉ DU BÉTON

L'étude des ouvrages de stationnement détériorés a montré que les bétons defaible perméabilité préviennent l'infiltration d'eau et de chlorures. La résistanceaux cycles de gel/dégel est par ailleurs améliorée par l'ajout d'un adjuvantentraîneur d'air. Le béton employé dans les ouvrages de stationnement doit :

.1 présenter un faible rapport eau/ciment;

.2 avoir une teneur élevée en ciment;

.3 offrir une bonne qualité d'entraînement d'air;

.4 avoir été correctement vibré;

.5 présenter une surface finie dense;

.6 avoir subi une cure appropriée.

(Pour plus de détails, le lecteur est prié de se reporter au chapitre 2.)

3.5 ENROBAGE

En augmentant l'épaisseur de l'enrobage, on force les chlorures à parcourir uneplus grande distance pour atteindre et corroder l'acier d'armature sous-jacent.Pour offrir une meilleure protection contre les infiltrations d'eau et de sel, il fautprévoir un enrobage d'au moins 40 mm. Cette exigence s'applique là où de l'eauou des sels viennent en contact avec la surface du béton, soit sur le dessus et lescôtés des dalles ainsi qu'à la surface des colonnes et des murs. Il faut égalementtenir compte des besoins d'ignifugation qui, dans certains cas, appellent uneépaisseur supplémentaire d'enrobage.

3.6 FORMATION ET PRÉVENTION DES FISSURES DE RETRAIT

On a tendance à croire qu'il n'existe pas de béton sans fissures. Pourtant, il estpossible de réduire au minimum l'apparition de fissures dans le bétonprécontraint par post-tension si l'on accorde toute l'attention voulue aux détailsde construction et si l'on emploie les techniques de construction appropriées.Dans la plupart des cas, les fissures de retrait ne diminuent en rien la résistancestructurale de l'ouvrage, mais elles peuvent en réduire la durabilité en favorisantl'infiltration d'eau chargée de sels. Nous n'aborderons ici que les fissurescausées par les changements volumiques, c'est-à-dire celles qui sont produitespar les facteurs suivants :


75

. le retrait de séchage;

. le fluage;

. le rétrécissement élastique produit par les forces decompression appliquées en post-tension;

. les variations de température.

3.6.1 Retrait de séchage

Le retrait de séchage est la diminution du volume du béton avec le temps, sousl'effet d'une variation de sa teneur en humidité et de certaines réactionschimiques. Lorsque le béton ne peut se contracter librement, il se fissure auxpoints faibles. Pour obtenir la durabilité et le rendement recherchés, il faut tenircompte des contraintes produites par le retrait de séchage et permettre unecertaine quantité de mouvement ou conférer à l'ouvrage la résistance nécessairepour contrer les forces engendrées. Les contraintes de retrait sont, par nature,des efforts de traction.

3.6.2 Fluage

Le fluage est la réduction progressive des dimensions du béton durci soumis àdes forces de compression; c'est le cas notamment du béton précontraint. Sousdes forces de compression soutenues, le béton continue à se déformer de façoninélastique avec le temps. Le rétrécissement par fluage peut être de plusieursfois supérieur au rétrécissement élastique. La longueur des élémentsprécontraints ne cesse de diminuer sous l'effet du fluage causé par unecompression soutenue. Les effets du fluage et du retrait de séchage sontcumulatifs.

3.6.3 Rétrécissement élastique

Dans le béton précontraint, les forces de compression axiale appliquées par lescâbles de précontrainte donnent lieu à un rétrécissement élastique. Il fautsouligner qu'un élément mis sous tension doit rétrécir en longueur pour subirl'effet de compression recherché. Si le rétrécissement est en partie empêché,une certaine quantité de la force de traction exercée sera transmise à l'élémentqui s'oppose à ce mouvement. Ainsi, dans le cas d'une poutre précontrainte parpost-tension soutenue par des colonnes en béton, si la liaison colonne-poutreest telle qu'elle peut offrir une certaine résistance aux efforts de cisaillement,


76

une partie des forces de précontrainte est alors transmise à la colonne, laquantité de force transférée étant fonction de la rigidité de la colonne. Leseffets du rétrécissement élastique s'ajoutent à ceux du retrait et du fluage.

3.6.4 Variations de température

Dans le cas d'ouvrages de stationnement à ciel ouvert, les variations detempérature sont l'un des plus importants facteurs à considérer au moment dela conception. Ces variations peuvent augmenter ou diminuer les effets deretrait, le fluage et le rétrécissement élastique. Le tableau ci-après montre lacontribution de divers facteurs au rétrécissement d'un ouvrage situé à Ottawapour des températures de 20 EC au moment du bétonnage et de - 20 EC aumoment des mesures.

Contribution de différents facteurs au rétrécissement

DESCRIPTION Pourcentage

Retrait (S) 60

Fluage (C) 10

Rétrécissement élastique (ES) 5

Température (T) 25

Total 100 %

À titre indicatif, une dalle de 60 sur 30 mètres qui peut se mouvoir librementprésentera un rétrécissement de 50 mm dans le sens de la longueur et de25 mm dans le sens de la largeur.

Plus l'ouvrage d'appui est flexible, moins les efforts de traction qui s'exercentdans la dalle de plancher seront élevés et moins la fissuration sera importante.Les éléments qui s'opposent au mouvement doivent être situés et conçus pouroffrir le moins de résistance possible au rétrécissement de la dalle.L'agencement recommandé pour les murs de contrainte est montré à la figure3.1.


77

3.6.5 Types de fissures

Les fissures qui se forment dans les dalles précontraintes par post-tension nonliaisonnées ainsi que dans les dalles armées ordinaires ou liaisonnées neprésentent pas toutes les mêmes caractéristiques. Dans les premières, lesfissures sont plus larges, moins nombreuses et plus espacées. Dans les ouvragesliaisonnés, les fissures plus nombreuses, moins larges et plus uniformémentréparties. Dans les constructions liaisonnées, les fissures sont également pluscourtes et apparaissent aux endroits où le mouvement est le plus marqué. Dansles constructions non liaisonnées, les fissures se prolongent sur toute la largeurde l'ouvrage et coïncident avec les lignes de faible résistance axiale, soit le longdes joints de construction et aux endroits où les forces de précontrainte sont lesplus faibles.

Les fissures qui se forment dans les dalles peuvent être généralisées oulocalisées.

? Fissures généraliséesLes principales causes de ce type de fissuration sont :. l'agencement inefficace des éléments structuraux d'appui;. l'irrégularité géométrique de la dalle.

La figure 3.1 montre un exemple d'un agencement inefficace des murs àl'intérieur d'un bâtiment. Les murs sont placés de telle manière qu'ils empêchentle rétrécissement de la dalle, ce qui engendre des contraintes excessives etprovoque la fissuration.

On trouve à la figure 3.2 un exemple de fissuration due à l'irrégularitégéométrique de la dalle.

? Fissures localiséesLa figure 3.3 montre des exemples de fissures localisées dans des dallesprécontraintes par post-tension. Ces fissures apparaissent ordinairementdans les jours qui suivent la coulée du béton et avant la mise soustension.


78

? Fissuration des colonnesLes colonnes qui soutiennent des poutres précontraintes par post-tension peuvent présenter des fissures de cisaillement, dont l'importancesera fonction de la rigidité de la colonne et de la poutre. Dans lesouvrages de stationnement, les colonnes courtes de mi-étage absorbentgénéralement une très grande partie des forces de précontraintetransmises par la poutre, ce qui induit des efforts de cisaillementimportant dans la colonne. La figure 3.4 illustre ce phénomène. Dansles colonnes pleine hauteur, ces forces de cisaillement peuvent êtreénormes, surtout si ces colonnes doivent, pour des raisonsarchitecturales, avoir de grandes dimensions. Les colonnes qui prennentappui sur des murs mi-hauteur, comme celles qui sont représentées à lafigure 3.5, sont, en raison de cet agencement particulier, extrêmementrigides. Les forces de traction qui s'exercent dans la dalle sonttransmises sur toute la longueur du bâtiment et sont appliquées, avecun effet maximal, aux colonnes d'extrémité. La figure 3.6 illustre ceproblème. Les moments et les efforts de cisaillement engendrés par cemouvement doivent être considérés au moment de la conception descolonnes.

? Fissuration des mursLa figure 3.7 montre les fissures qui se forment le plus souvent dans lesmurs qui s'appuient sur des dalles précontraintes par post-tension. Lesfissures diagonales de traction sont produites par la force qu'exerce lemouvement de la dalle sur le mur. Il faut souligner que ce type decontrainte ne survient que si les deux extrémités de la dalle forment uneliaison rigide avec un mur de béton rigide. Si l'extrémité opposée estreliée à un élément relativement flexible, tout le mouvement se produiraà cet endroit. Il faudra donc concevoir l'élément d'appui situé àl'extrémité opposée de manière qu'il puisse résister au mouvement ouprendre d'autres mesures appropriées (décrites ci-après).


79

3.6.6 Prévention des fissures

3.6.6.1 Planification de l'agencement

La meilleure façon de prévenir les fissures de contrainte est de planifier la miseen place des éléments rigides d'appui de manière à permettre le retrait et ladilatation horizontaux de la dalle de plancher avec un minimum de contraintes.Les murs doivent être symétriques, et le mur qui présente un axe résistant dansle sens du mouvement doit être situé à l'endroit où se produit le mouvement ouà proximité. La figure 3.1 montre les agencements recommandés etdéconseillés pour les murs.

3.6.6.2 Séparation structurale

Les cages d'escaliers et d'ascenseurs des ouvrages de stationnement sontgénéralement situées à la périphérie du bâtiment. Les ingénieurs concepteurstendent à concevoir ces éléments de manière qu'ils résistent aux chargeslatérales. Ce procédé est fortement déconseillé. Il faut, au contraire, isoler lescages d'escaliers et d'ascenseurs situées en périphérie de l'ouvrage principal aumoyen de joints de dilatation et ériger des murs de cisaillement en d'autresendroits de l'ouvrage, comme l'indique la figure 3.1. Tous les ouvragesaccessoires doivent aussi être séparés du système structural principal par desjoints de dilatation (voir la figure 3.8).

3.6.6.3 Bandes de fermeture, joints et ordre de coulée

Une bande de fermeture, ou bande de coulée, est un espace temporaire prévuentre deux éléments de dalle qui doivent être mis en tension séparément.Chaque élément peut alors subir le rétrécissement élastique initial produit par lamise en tension et le retrait de séchage. Au bout de 30 à 60 jours, cet espaceest fermé au moyen de béton à retrait nul et d'armatures liaisonnées ordinaires.La largeur de la bande de fermeture est fonction de l'espace nécessaire à la miseen tension intermédiaire qui doit être effectuée à cet endroit. Les bandes defermeture divisent généralement la dalle en quatre zones et passent aux endroitsoù le moment est le plus faible. Pour protéger l'ouvrage contre la corrosion, ilest important de couper, de sceller et de remplir de coulis les extrémités soustension des câbles de précontrainte qui aboutissent dans une bande defermeture, en procédant de la même manière que pour les extrémités horstension. Comme le montre la figure 3.9, il faut placer une barre d'armature à


80

enduit d'époxyde en travers des joints afin de compenser la résistance à lafissuration du béton monolithique.

Les joints de construction sont des joints réalisés en des endroits déterminés dela dalle entre deux coulées. Ils servent à diviser les grandes dalles en zones decoulées plus malléables et peuvent aussi prévenir l'apparition de fissures. S'ils'écoule de trois à sept jours entre la première et la deuxième coulée, ces jointspermettent le retrait de séchage initial. Dépendant de la longueur totale de ladalle à mettre en tension, il peut être nécessaire de procéder à une mise entension intermédiaire au niveau des joints de construction. Il faudra alors placerune armature à enduit d'époxyde à travers les joints. On recommande de suivreles lignes directrices suivantes :

? Dans le cas de dalles de moins de 80 mètres de longueur, les bandes defermeture, les séparations structurales et les joints de dilatation ne sontpas nécessaires, à moins que l'emplacement des murs pose problème;

? Dans le cas de dalles de plus de 80 mètres et de moins de 110 mètresde longueur, une bande de fermeture centrale suffit.

? Dans le cas de dalles de plus de 110 mètres, il faut réaliser uneséparation structurale au moyen d'un joint de dilatation/retrait.

3.6.6.4 Raccords de détente

Les raccords de détente sont un moyen efficace de prévenir la fissurationlorsqu'il est impossible d'optimiser l'agencement des éléments structurauxd'appui. On obtient des raccords de détente aux endroits où un joint est conçuet réalisé de manière à permettre une quantité limitée de mouvement entre ladalle et l'élément d'appui. Ces liaisons peuvent être provisoires ou permanentes.Dans une liaison provisoire, l'assise autorise le glissement et le retrait de lapoutre ou de la dalle au moment de l'application de la contrainte par post-tension. Dans une liaison permanente, ces mouvements peuvent se produirependant toute la durée utile de l'ouvrage.

Raccord de détente mur/dalleOn trouve à la figure 3.10 le détail d'un raccord de détente mur/dalle. Il fautéviter de couler une dalle de rez-de-chaussée sur le sommet des murs du sous-sol, lesquels devraient être situés à l'extérieur du système structural, comme lemontre la figure 3.11. On devrait couler les murs du sous-sol après la mise entension afin d'éviter tout transfert des forces de précontrainte dans ces murs.


81

Il faut souligner que le rendement d'un joint de détente dépend dans une largemesure de la qualité d'exécution et du choix du matériau de glissement. Unlissage à la truelle doit être exigé et au moins deux épaisseurs de papier deconstruction épais ou de feutre de toiture doivent être utilisées commematériau de glissement. Des bandes en élastomère de forte densité, comme dunéoprène, peuvent aussi être employées à cette fin. Comme ils coûtent trèscher, les matériaux élastomères ne sont généralement utilisés que sur de petitessurfaces, par exemple, entre les colonnes et la dalle ou entre les colonnes et lessemelles. L'utilisation de matériaux élastomères est surtout recommandée auxendroits où les raccords sont soumis à des efforts importants de rotation enplus des déplacements relatifs dans le plan du joint coulissant.

Raccords de détente poutre/dalle/colonneOn peut concevoir des colonnes qui résisteront à toutes les contraintesengendrées par les variations de volume de la dalle ou alors des colonnes àraccord de détente qui seront soumises à des efforts moindres. On peut réaliserun raccord de détente poutre/colonne, comme celle qui est représentée à lafigure 3.12, pour permettre le rétrécissement de la poutre sous l'effet desprécontraintes de post-tension. La figure 3.13 illustre un détail de constructionqui consiste à créer une charnière à la base des colonnes pour en diminuer larigidité et la résistance au mouvement de l'ouvrage de plancher. Il fautsouligner que la réalisation de joints lâches améliore la durabilité de l'ouvrage etque ce procédé représente les mêmes coûts qu'un procédé reposant sur laredondance structurale.

Joints de dalleComme le montre la figure 3.8, tout élément de dalle désolidarisé doit être isoléde l'ouvrage principal au moyen de joints réalisés dans la dalle. Ces élémentsforment des plans de moindre résistance dans la dalle et risquent de se fissurers'ils ne sont pas désolidarisés.

Joints de mursLes murs en béton ou en blocs pleine hauteur qui prennent appui entre deuxcolonnes et sur l'ouvrage de plancher doivent être protégés par des joints,comme le montre la figure 3.15. Cette recommandation vise les murs nonporteurs qui ne font pas partie intégrante du système d'appui latéral.

Renforcement supplémentaireAprès avoir bien planifié l'agencement des murs de cisaillement et des ouvragesd'appui et prévu les raccords de détente nécessaires, il faut mettre en place desarmatures ou des câbles de précontrainte supplémentaires dans les zones de


82

désordre potentiel afin de prévenir la formation de fissures. Ces zones dedésordres sont indiquées à la figure 3.15.

Niveau minimal de précontrainteIl y a fissuration lorsque les efforts de traction dépassent la résistance que peutopposer une zone de la dalle soumise à ces efforts. Si les forces de compressionexercées à cet endroit sont suffisamment élevées, la fissuration ne se produirapas. Il faut établir le niveau minimal de précontrainte appliqué sur la dalle enfonction des efforts de flexion et des contraintes engendrées par leschangements volumiques. Aux fins de ce calcul, on peut utiliser la formulesuivante :

S + SV < SP + MRS = Contrainte de flexionSV = Contrainte engendrée par les variations de volumeSP = Contrainte due aux forces de post-tensionMR = Module de rupture du béton

Il faut utiliser une valeur de SP supérieure d'environ 1 MPa(150 lb/po? ) aux contraintes dues aux seuls efforts de flexion.

3.7 DRAINAGE

Pour connaître les détails de conception du système d'écoulement de l'eau, lelecteur est prié de se reporter à la section 2.2.5 du chapitre 2.

3.8 AJOUTS CIMENTAIRES, HYDROFUGES ET MEMBRANES

3.8.1 Ajouts cimentaires pour béton

L'ajout de fumée de silice (microsilice) dans les proportions recommandéesréduit la perméabilité du béton. Un mélange de béton contenant 7 p. 100 enmasse de fumée de silice de ciment peut atteindre une résistance de 55 MPa;outre sa résistance supérieure, ce béton sera plus imperméable et affichera unemeilleure résistance électrique. Grâce à ces propriétés, le matériau sera plusdurable qu'un mélange équivalent sans fumée de silice.


83

3.8.2 Hydrofuges et membranes d'imperméabilisation

Dans un ouvrage comportant des câbles de précontrainte non liaisonnés, lePost-tensioning Institute recommande d'utiliser, en plus des mesures deprotection mentionnées ci-dessus, un hydrofuge pénétrant de bonne qualité.Dépendant de la qualité du produit employé et du mode d'applicationrecommandé, il faudra peut-être réappliquer l'hydrofuge à intervalles réguliers.Il ne faut pas prescrire d'hydrofuge aux endroits où il est impossible deréappliquer le produit. Les hydrofuges freinent la pénétration de l'eau mais nepeuvent colmater les fissures. Les silanes sont des hydrofuges pénétrants, et lespolyuréthannes, des hydrofuges superficiels. Les hydrofuges au polyuréthannetendent à se dégrader lorsqu'ils sont exposés aux rayons ultraviolets. Sil'ouvrage considéré comporte des câbles de précontrainte liaisonnés placés sousdes conduits en acier et formés de torons sans enduit protecteur, il fautnécessairement appliquer une membrane d'imperméabilisation. Dans le cas decâbles non liaisonnés, il est préférable de procéder à une analyse du coût ducycle de vie afin de déterminer s'il est plus rentable d'employer un hydrofuge ouune membrane d'imperméabilisation. On présente au chapitre 9 un exposé plusdétaillé sur les hydrofuges.

Lorsqu'on choisit d'utiliser un hydrofuge plutôt qu'une membrane, il fautnéanmoins envisager l'application d'une membrane aux endroits critiques,notamment dans les zones d'ancrage et aux environs de celles-ci, à la base descolonnes et des murs, à l'emplacement des joints de construction et dans lesgoulottes.

3.8.3 Systèmes d'imperméabilisation épais

Pour obtenir une durabilité maximale, il est recommandé d'utiliser un systèmed'imperméabilisation épais plutôt qu'un simple hydrofuge.


84

3.9 AUTRES FACTEURS DE DURABILITÉ

3.9.1 Canalisations électriques

On ne doit jamais noyer un conduit électrique dans la masse. Un conduitexposé est peut-être plus coûteux à installer, mais il est beaucoup plus faciled'entretien et améliore de beaucoup la durabilité du béton. L'infiltrationd'humidité dans un conduit noyé, que ce soit par les fissures, à la faveur d'unefuite ou par condensation, peut accélérer la détérioration du béton environnant.Si cette eau gèle et ne peut se dilater à l'intérieur du conduit, celui-ci peut sefendre, ce qui entraînera l'effritement du béton environnant. Si l'on décided'employer des conduits exposés, il faudra ménager des espaces dans le bétonpour faire passer les conduits à travers les poutres, le cas échéant.

3.9.2 Coffrages

Il ne faut pas utiliser des produits chimiques de déglaçage pour faire fondre laneige et la glace sur les coffrages.

3.9.3 Chaises et ligatures

Pour supporter les câbles de précontrainte par post-tension, il faut se servir dechaises revêtues de plastique, de ligatures ou de blocs de béton. Les ligaturesne doivent pas faire saillie dans l'enrobage ni endommager les gaines de câbleen les enserrant trop étroitement.

3.9.4 Protection des ancrages d'extrémité

En plus de protéger les ancrages d'extrémité de la manière exposéeprécédemment, les bordures en béton doivent être conçues de façon à offrirune protection supplémentaire (voir la figure 3.16). Si l'on prescrit unhydrofuge comme protection superficielle, il faut alors appliquer une membranepartielle, comme le montre la figure 3.16. Cette membrane partielle doit aussirecouvrir une zone de 900 mm de part et d'autre des joints de construction.


85

3.9.5 Protection des bases

La base de tous les murs et de toutes les colonnes doit être protégée de lamanière indiquée à la figure 3.17; il faut par ailleurs envisager de ménager unerigole autour des semelles des colonnes.

3.9.6 Protection des fondations

Dans le cas de fondations comportant des semelles de répartition ordinaires oude fondations sur pieux, la dalle sur sol offre généralement une protectionsuffisante contre les infiltrations d'eau et de chlorure. Cependant, si l'ouvragerepose sur une fondation à semelle continue, il faudra prendre des mesures deprécaution spéciales. On devra placer des barres d'armatures à enduit époxydedans la couche supérieure du radier et installer une membraned'impérméabilisation. Il faudra en outre tenir compte de tous les facteurs dedurabilité énoncés précédemment. Comme l'humidité peut migrer du fond duradier vers la surface, la pose d'une membrane d'imperméabilisation peutprésenter des problèmes sur le plan de la durabilité. Pour assurer la protectionde l'ouvrage, il faudra envisager la mise en place d'une chape de béton de 100 à150 mm d'épaisseur.

3.10 EXEMPLE D'OUVRAGE DE STATIONNEMENT DURABLE

3.10.1 Concept structural

Les figures 3.18 à 3.22 illustrent le concept structural d'un ouvrage destationnement qui fut mis en service en 1975. Cet ouvrage est situé dans l'estdu Canada, dans une région où les sels de déglaçage sont largement utilisés etoù les écarts de température sont très importants. L'ouvrage possède lescaractéristiques principales suivantes :

1. La plus grande partie de l'ouvrage est constituée de poutres et de dallesen béton précontraint par post-tension. On a utilisé un systèmeliaisonné (rempli de coulis) tant pour les poutres que pour les dalles. Leconduit d'injection est un tube en tôle galvanisé.

2. Un système d'imperméabilisation a été utilisé pour protéger l'ensembledes dalles structurales.


86

3. L'inclinaison de l'ouvrage est adéquate.

4. La structure a été conçue pour résister à des secousses sismiques dezone 2.

5. Les murs de cisaillement sont situés près du centre du bâtiment, ce quipermet le mouvement de la charpente.

6. Après calcul de toutes les pertes, les forces de précontrainte appliquéessont d'environ 2,75 MPa en direction est-ouest et de 0,9 MPa endirection nord-sud.

7. Les murs du sous-sol sont désolidarisés de la charpente durez-de-chaussée, ce qui permet le mouvement produit par leschangements volumiques. Les murs du sous-sol ont été coulés après laprécontrainte par post-tension de la dalle du rez-de-chaussée.

8. Les cages d'escaliers et d'ascenseurs sont séparées du bâtiment principalpar des joints de dilatation, ce qui permet les variations de volume.

3.10.2 État actuel

Au mois de novembre 1993, l'ouvrage était dans l'état suivant :

1. Aucune fissure n'était visible dans les dalles ou les poutres.

2. La membrane d'imperméabilisation, qui n'a jamais été réparée, devaitêtre remplacée. Le mauvais état de la membrane a favorisé l'infiltrationd'eau et de chlorure en cinq endroits de la dalle, ce qui a entraîné lacorrosion des conduits en acier. L'acier de précontrainte n'a toutefoissubi aucune corrosion.

3. Aucune trace de corrosion n'était visible sur les ancrages.


87

RÉFÉRENCES

1. Aalami, Bijan O. and Barth, Florian G., Restraint Cracks and their Mitigation inUnbonded Post-Tensioned Building Structures, Post-Tensioning Institute, Phoenix,Arizona.

2. Post-Tensioning Institute, Cast-in-Place Concrete Parking Structures, , Phoenix,Arizona.

3. Chrest, Anthony, P., Smith, Mary S., and Bhuyan, Sam, Parking Structures, 1989.

4. Association canadienne de normalisation, Norme S413 ? Parking Structures ?

5. Field Procedures Manual for Unbonded Single Strand Tendons, Post-TensioningInstitute, Phoenix, Arizona.

6. American Concrete Institute, Guide to Durable Concrete, ACI Committee 201, avril1992.

7. How to Design, Build and Maintain Concrete Parking Structures, SBM-3(91),American Concrete Institute.

8. Mailvaganam, Noel P., Repair and Protection of Concrete Structures, CRC Press,1991

9. Parking Structures, Pre-stressed Concrete Institute, Chicago, Illinois.

10. Post-Tensioning Manual, 4th Edition, Post-Tensioning Institute, Phoenix, Arizona.

11. Recommendation for Concrete Members Pre-stressed with Unbonded Tendons ,Post-Tensioning Institute, Phoenix, Arizona.

12. Specification for Unbonded Single Strand Tendons, Post-Tensioning Institute,Phoenix, Arizona.

13. State-of-the-Art Report on Parking Structures, rapport du comité AP362 de l'ACI.


88

Chapitre 4

ESSAI DES MATÉRIAUX ET CONTRÔLE DE LA QUALITÉEN COURS DE CONSTRUCTION

TABLE DES MATIÈRESPage


4.2 COMMUNICATIONS 89

4.3 PROCESSUS D'APPEL D'OFFRES 90

4.4 RÉUNION PRÉPARATOIRE 90

4.5 BÉTON ARMÉ COULÉ EN PLACE 914.5.1 Contrôle de la qualité du béton 914.5.2 Exigences relatives au béton 914.5.3 Essais du béton 924.5.4 Béton : transport, mise en place et cure 944.5.5 Manutention et mise en oeuvre des aciers d'armature 964.5.6 Échafaudages et coffrages 974.5.7 Systèmes de protection (membranes d'imperméabilisation et hydrofuges) 984.5.8 Liste de vérification des travaux 99

4.6 BÉTON PRÉCONTRAINT PAR POST-TENSION 1024.6.1 Généralités 1024.6.2 Liste de vérification 102

4.7 BÉTON PRÉFABRIQUÉ 1044.7.1 Généralités 1044.7.2 Liste de vérification - Visite de l'usine de fabrication 1044.7.3 Liste de vérification - Inspection sur place 106

4.8 STRUCTURES EN ACIER 1074.8.1 Généralités 1074.8.2 Liste de vérification - Inspection sur place 107

RÉFÉRENCES 109


89

ESSAI DES MATÉRIAUX ET CONTRÔLE DE LA QUALITÉ EN COURS DECONSTRUCTION

4.1 GÉNÉRALITÉS

L'effort collectif est garant de la bonne qualité de l'ouvrage construit. Lepropriétaire, le constructeur et les conseillers doivent travailler en étroitecollaboration. Il n'est pas rare que les relations entre les divers intervenants sedétériorent peu de temps après le début des travaux de construction. On doits'employer à établir un bon climat de travail dès le dépôt des soumissions. Laconstruction d'un garage de stationnement exige plus que les examenspériodiques habituels des éléments de construction importants. On devraitprévoir un budget spécial pour les services d'experts-conseils supplémentairesqui seront nécessaires en cours de route. Des ingénieurs ou des techniciensspécialisés dans la conception et la construction de garages de stationnementdurables devraient assurer les services d'examen en chantier.

4.2 COMMUNICATIONS

Le soumissionnaire le plus bas est celui qui, le plus souvent, est choisi. Il estdonc essentiel que les documents de soumission soient complets et indiquentclairement les intentions de l'ingénieur. Les exigences relatives à la conception,aux matériaux, aux essais et aux inspections sont plus rigoureuses pour ungarage de stationnement que pour un bâtiment ordinaire de constructionsemblable. Toute exigence particulière doit être clairement énoncée dans lesdocuments fournis aux soumissionnaires.


90

4.3 PROCESSUS D'APPEL D'OFFRES

1. Avant l'ouverture de la période de soumission, il faut organiser uneréunion d'information afin d'expliquer aux soumissionnaires ce qu'onattend d'eux et d'attirer leur attention sur les particularités de laconception.

2. On devra dresser une liste sélective de soumissionnaires et, dans lamesure du possible, inviter uniquement les soumissionnaires qui ont del'expérience dans la construction de ce type d'ouvrage. Cette façon deprocéder ne s'applique que dans les cas où il est permis de faire appel àla pré-sélection.

4.4 RÉUNION PRÉPARATOIRE

Il faudra prévoir une réunion préparatoire et y convier les sous-traitants etlaboratoires d'essai suivants :

? Fournisseur du béton? Laboratoire d'essai du béton? Responsable de l'équipe de mise en place et de finissage du béton? Poseurs d'armatures? Entrepreneur en précontrainte par post-tension? Fournisseur et installateur d'éléments en béton préfabriqué? Entrepreneur en imperméabilisation

La réunion servira à discuter et à convenir des méthodes à utiliser pour chacunedes opérations de construction énumérées ci-dessous, et à fournir aux partiesprésentes de la documentation pertinente.

? Dosage et mélange du béton? Transport du béton? Mise en place et cure du béton? Préparation des dessins d'atelier de l'armature et des installations de

précontrainte par post-tension et élaboration des méthodes de mise enplace

? Préparation des dessins d'atelier des éléments en béton préfabriqué? Bétonnage par temps froid et par temps chaud? Méthode de finissage? Contrôle de la qualité par l'entrepreneur


91

? Examen par l'ingénieur? Méthodes d'essai des matériaux? Ordre des travaux - joints de construction? Dessins des coffrages? Réparation des barres d'armature et des aciers de précontrainte à enduit

d'époxyde endommagés

4.5 BÉTON ARMÉ COULÉ EN PLACE

4.5.1 Contrôle de la qualité du béton

Le dosage, le mélange, le transport, la mise en place et les essais du bétondoivent être conformes aux normes A23.1-M90, A23.2-M90 et S413 de laCSA. Les principaux facteurs qui influent sur la qualité sont exposés ci-après.

4.5.2 Exigences relatives au béton

Se reporter aux tableaux 8 et 10 de la norme A23.1-M90 de la CSA. Lesexigences qui suivent doivent être appliquées aux garages de stationnement.

? Classe d'exposition C1? Résistance minimale à la compression à

28 jours35 MPa

? Rapport maximal eau/ciment 0,40? Teneur en air 5 à 8 p. 100? Teneur en ciment 320 kg/m3

? Teneur maximale en chlorure hydrosoluble0,06 p. 100 en masse de liant hydraulique pour lebéton précontraint0,15 p. 100 en masse de liant hydraulique pour lebéton armé.


92

4.5.3 Essais du béton

Les essais ont pour but de déterminer les caractéristiques suivantes :

Résistance à la compression

On doit effectuer au moins un essai par volume de 100 m3 de béton coulé oupar coulée ou encore, pour chaque catégorie de béton si le volume de couléeest inférieur à 100 m3. Dans un échantillon aléatoire de béton, on doit prélevertrois éprouvettes, dont la première sera soumise à un essai de résistance à lacompression à sept (7) jours et les deux autres, à un essai de résistance à 28jours. On devra de plus introduire des éprouvettes cylindriques dans la masseau moment de la coulée et les retirer par la suite pour les soumettre à un essaivisant à déterminer la résistance in-situ du béton avant le décoffrage. Le lecteurest prié de se reporter à la méthode d'essai recommandée dans la norme A23.2-20C de la CSA.

On effectue aussi des essais d'arrachement pour déterminer la résistance in-situdu béton. On mesure la force de traction qui est nécessaire pour arracher unetige d'acier de forme particulière ou un disque noyé dans du béton durci. Àcause de sa forme, la tige entraîne avec elle un cône de béton présentant unplan incliné d'environ 45E. Le matériel pour ce type d'essai existe sur le marché.Le fabricant fournit une table d'équivalence de la force de traction et de larésistance à la compression obtenue par la méthode des éprouvettes. Chaqueessai dure environ deux minutes. On recommande de prévoir une dizaine detiges par 100 m3 de béton mis en place. Ce type d'essai sert surtout àdéterminer le moment où les coffrages peuvent être démontés en toute sécuritéou le délai minimal à respecter avant la précontrainte par post-tension. Les tigesdoivent être installées dans les coffrages avant le bétonnage, ce qui constitue uninconvénient puisqu'elles peuvent se renverser ou se déplacer pendant lacoulée. Un autre inconvénient réside dans le fait que, par temps froid, l'essaidétermine la résistance de la partie la mieux protégée d'une dalle, c'est-à-dire lasous-face. On peut difficilement mesurer la résistance près de la surfacesupérieure de la dalle, qui est la partie la moins protégée et celle qui reçoit lemoins de chaleur.


93

Essai d'affaissement

On devrait effectuer un essai d'affaissement avec chaque essai de résistance.L'affaissement est une mesure de l'ouvrabilité du béton. L'affaissementrecommandé pour les dalles et les poutres de garages de stationnement est80 mm, avec un écart admissible de " 30 mm. Un affaissement trop prononcépeut donner lieu à la ségrégation des matériaux à l'intérieur du mélange tandisqu'un affaissement trop faible rend difficile la mise en place du béton dans lesendroits où l'acier d'armature forme un réseau serré. Trop élevé ou trop faible,l'affaissement agit sur la durabilité du béton. Dans un béton dont l'affaissementse situe à la limite de la ségrégation des matériaux, l'eau et la pâte de cimenttendent à migrer vers la surface et les granulats tendent à se tasser, ce quidonne une résistance non uniforme ainsi qu'une surface fragile et trèsperméable. Un béton à faible coefficient d'affaissement emprisonne l'air auxendroits où l'armature est très serrée, ce qui nuit à la consolidation du béton.

Un béton dont l'affaissement est jugé excessif au lieu de déchargement doit êtrerefusé. Par contre, si l'affaissement est inférieur au degré exigé, on peut ajouterde l'eau au mélange. L'opération doit être confiée à la personne désignée par lefabricant du béton. Cependant, l'eau doit être ajoutée dans les 60 minutes quisuivent le dosage du béton. La quantité d'eau ajoutée ne doit pas dépasser10 p. 100 de la quantité de calcul du mélange.

Pour un rapport eau/ciment de 0,4, on exige l'utilisation de plastifiants-réducteurs d'eau ou superplastifiants afin de produire du béton présentantl'affaissement spécifié. Lorsque l'affaissement tombe sous le seuil spécifié àcause d'un retard dans la livraison, on doit malaxer de nouveau le béton avecles mêmes superplastifiants et non pas avec de l'eau.

Teneur en air

Le code exige que tous les garages de stationnement soient constitués de bétonà air occlus. Deux types d'essai sont nécessaires pour mesurer la teneur en aird'un béton. Le premier mesure la teneur en air du béton frais; il doit être réaliséau moment de l'essai de résistance des échantillons de béton prélevésdirectement de la bétonnière. Le second mesure les vides interstitielsd'échantillons de béton durci. Il est effectué avant le début des travaux deconstruction sur des éprouvettes de béton contenant les mêmes matériaux,mélangés dans les mêmes proportions et selon les mêmes méthodes que lebéton destiné à la construction de l'ouvrage. On doit effectuer un autre essai deteneur en air 90 minutes après le dosage. Si la personne responsable du


94

mélange juge insuffisante la teneur en air du béton, elle peut y ajouter desentraîneurs d'air. Les essais de teneur en air et les essais servant à déterminer lesvides interstitiels sont effectués conformément aux méthodes recommandéesdans la norme A23.2-7C et A23.2-17C de la CSA, respectivement. Le secondtype d'essai doit satisfaire aux exigences du paragraphe 14.3.4 de la normeA23.1-M90 de la CSA.

Teneur en ions chlorure

On doit déterminer la teneur en ions chlorure hydrosolubles du béton durci àpartir d'un échantillon de béton du mélange proposé avant le début des travaux.L'essai doit être conforme à la méthode A23.2-4B de la norme A23.2-M90.

4.5.4 Béton : transport, mise en place et cure

Pour que le mélange de béton, une fois durci, présente les caractéristiques decalcul prévues, il faut contrôler rigoureusement son transport, sa mise en place,son finissage et sa cure. On trouve dans la norme A23.1-M90 les exigences quirégissent chacune de ces opérations. Lorsqu'il arrive au lieu de déversement, lemélange doit présenter une certaine souplesse afin que l'on puisse en modifier,s'il y a lieu, la teneur en air et l'affaissement.

Pour connaître l'ensemble des exigences qui s'appliquent au béton, se reporter àla section 18 de la norme A23.1-M90.

La section 19 de cette norme traite de la mise en place du béton. Le béton doitêtre coulé le plus près possible de son emplacement définitif. On augmente lamasse volumique du béton par vibration. On ne doit pas utiliser ces vibrateurspour déplacer le béton car une vibration excessive entraîne la ségrégation deséléments constitutifs et une accumulation de pâte de béton en surface. Prévoirdes vibrateurs à gaine de plastique ou de caoutchouc en présence de barresd'armature à enduit d'époxyde.

La section 19 énonce aussi des exigences relatives à certaines opérations deconstruction proprement dites comme :- le transport du béton- les levées de bétonnage maximales- la hauteur maximale de chute libre- la vibration du béton

Les opérations de bétonnage doivent être effectuées par des ouvriers


95

expérimentés et dans les normes, afin d'éviter la ségrégation des constituants etla formation de vides, de nids d'abeille et de grosses poches d'air et d'eau.

Après la mise en place et le finissage s'amorce la période de cure qui sepoursuit jusqu'à la fin du processus d'hydratation. La cure du béton estobligatoire par temps chaud comme par temps froid. On doit protéger le bétonfrais contre le gel, les températures élevées, les changements rapides detempérature ainsi que contre le séchage et la perte d'humidité précoces pourpermettre aux caractéristiques recherchées de se développer. Tous les bétonsdoivent subir une cure, qui, selon le code, doit durer trois jours à unetempérature minimale de 10 EC, ou se prolonger jusqu'à ce que le béton aitatteint 35 p. 100 de la résistance à la compression exigée à 28 jours. Pour desraisons de durabilité, il faut, dans le cas d'un béton soumis à une exposition declasse C1, prolonger la cure de quatre jours ou plus, soit jusqu'à ce que le bétonait atteint 70 p. 100 de la résistance à la compression exigée à 28 jours.

Par temps chaud, les conditions de séchage du béton jouent un rôle importantdans l'évaporation de l'humidité. Ces conditions, qui sont modérées ou sévères,agissent sur la cure du béton. Le traitement de cure consiste normalement àvaporiser continuellement de l'eau sur le béton ou à le recouvrir de toiles dejute saturées, recouvertes de feuilles de plastique. L'humidité relative, latempérature de l'air, la température du béton et la vitesse du vent sont autant defacteurs qui agissent sur la vitesse d'évaporation à la surface du béton et donton doit tenir compte. La figure D1 de l'annexe D de la norme A23.1-M90contient des indications graphiques permettant d'estimer la vitessed'évaporation superficielle. Bien que ces directives n'aient pas de valeurprescriptive, on recommande de les adopter. Lorsque la vitesse d'évaporationdépasse 0,75 kg/m2/h, on doit protéger la zone de coulée par des ouvragescoupe-vent, et lorsque les conditions de séchage sont jugées sévères, on doitappliquer d'autres mesures de protection, comme l'indique leparagraphe 21.2.2.3.2 de la norme.

La section 21.2.3 renferme les exigences relatives à la protection par tempsfroid. Cette protection dépendra de la température ambiante, de la températuredu béton au moment de sa mise en place, de son épaisseur et du rapportlongueur/hauteur de l'élément considéré. Par temps froid, la baisse rapide de latempérature du béton après le décoffrage est une source importante decontraintes thermiques. La figure D2 de l'annexe D de la norme A23.1-M90contient des indications graphiques qui permettent de déterminer à quelmoment on peut démonter, en toute sécurité, les coffrages isolés lorsque lestempératures sont sous le point de congélation.


96

Dans les endroits fermés, on doit assurer la mise à l'air libre des générateurs dechaleur pour éviter que les produits de combustion n'entrent en contact avec lebéton en période de cure, ce qui pourrait causer sa carbonatation. Lacarbonatation se remarque au poussiérage de la surface du béton. C'est uneréaction difficile à corriger.

On ne doit pas appliquer d'hydrofuges sur un béton pendant la période de cureafin de ne pas emprisonner l'humidité qui en gelant risquerait d'endommager lebéton. Ces produits sont inefficaces sur du béton à forte teneur en humidité.

L'eau est le produit de cure idéal mais par temps très froid la cure par voiehumide est parfois impossible à mettre en oeuvre. La norme S413 interdittoutefois l'emploi de produits de cure. On peut néanmoins étendre des bâchesisolées sur les dalles et chauffer ces dernières par en dessous.

4.5.5 Manutention et mise en oeuvre des aciers d'armature

La conception d'une dalle structurale est d'abord fondée sur la hauteur utile (d)exigée. La hauteur utile est la distance entre la surface de compression et lecentre des barres d'armature de la zone de traction dans le sens considéré. Larésistance et le fléchissement d'une dalle dépendront de la façon dont l'acierd'armature est mis en place selon les critères de calcul de l'ingénieur. Lesrecommandations énoncées ci-après permettront de s'assurer que les armaturessont placées avec précision.

1. Dans la mesure du possible, réaliser le treillis supérieur avec des barresde même diamètre. On réduira ainsi le nombre de chaises dedimensions différentes, et du même coup, les possibilités d'erreurs, eton obtiendra un enrobage d'épaisseur plus uniforme.

2. Utiliser des barres d'au moins 15 M en partie supérieure des dalles. Cesbarres risquent moins de subir des déformations permanentes lors de lamise en place du béton ou sous le poids des ouvriers ou des chargesimposées par le stockage des barres d'armature ou l'utilisation dechariots, de compresseurs, etc. avant la coulée du béton.

3. Les chaises devraient être disposées à au plus 1 200 mm d'entraxe et sechevaucher sur au plus 300 mm.

4. Utiliser des chaises en plastique, des chaises enduites d'un matériaudiélectrique ou des blocs faits du même type de béton que la dalleenvironnante.


97

5. Le treillis inférieur doit être supporté par des chaises en plastiqueplacées à équidistance les unes des autres sur un quadrillage de1 200 mm de côté. Prévoir des chaises supplémentaires aux pointshauts des coffrages des dalles en pente afin de maintenir une épaisseurd'enrobage appropriée aux dénivelées.

6. Utiliser uniquement des ligatures à enduit d'époxyde avec de l'acierd'armature enduit d'époxyde.

7. Pour charger et décharger les barres à enduit d'époxyde, utiliser dessangles de toile ou à gaine afin de réduire au minimum les dommages àl'enduit. Séparer par des tasseaux de bois les lots de barres chargés surles remorques ouvertes.

8. Les barres à enduit d'époxyde ne devraient pas être coupées enchantier. Badigeonner de peinture à l'époxyde les extrémités des barres.

9. On doit organiser la mise en place de l'armature de manière que lesendroits qui seront terminés les premiers ne soient pas des endroits àforte circulation où les barres risqueraient d'être renversées oudéplacées.

4.5.6 Échafaudages et coffrages

DéfinitionsÉchafaudage - Ouvrages de soutien et de contreventement permettant desupporter les charges temporaires pendant la construction.

Coffrages - Moules dans lesquels est placé le béton.

Les échafaudages doivent être conçus conformément à la norme CSA S296.1.Les dessins doivent porter le sceau d'un ingénieur enregistré. Les élémentsdécrits ci-après peuvent tous altérer la qualité du béton.

1. Les panneaux de contreplaqué doivent être jointifs pour empêcher lapâte de ciment de couler par les interstices, ce qui donnerait un bétonde mauvaise qualité. Les endroits à surveiller sont les angles descolonnes et des poutres et les goussets de dalle.


98

2. Les coffrages doivent être exempts de débris de toute sorte comme dubran de scie, des tirants d'armature, des clous, etc. Les débris onttendance à s'accumuler au sommet des colonnes qui viennent d'êtrecoulées et le long des goussets et des poutres. Les débris oubliésoccupent un espace que le béton ne pourra remplir, ce qui donnera dubéton de mauvaise qualité, amincira l'épaisseur d'enrobage à cesendroits et altérera l'esthétique de l'ouvrage.

3. Pour éviter le tassement, on doit accorder une attention particulière à lacapacité de charge du matériel support et des lisses d'assise.

4. Les normes S413-87 et S413-94 exigent d'attendre que le béton aitatteint au moins 75 p. 100 de la résistance de calcul avant le décoffrage,et d'étayer immédiatement les parties découvertes. Il s'agit d'uneexigence minimale à laquelle l'ingénieur d'études ne devrait pas dérogeren ce qui concerne les garages de stationnement. Les méthodes dedécoffrage et d'étayage sont souvent la cause des fissures de flexion quiapparaissent en cours de construction. Bien que ces minuscules fissuresn'aient aucun effet sur la structure, elles peuvent favoriser unedétérioration précoce, laquelle peut, en bout de ligne, altérer l'intégritéde l'ouvrage.

5. On ne doit pas utiliser de produits chimiques pour faire fondre la neigeet la glace à l'intérieur des coffrages.

4.5.7 Systèmes de protection (membranes d'imperméabilisation et hydrofuges)

Les membranes d'imperméabilisation doivent être installées uniquement par desentrepreneurs agréés par le fabricant.

1. Préparer la surface du béton conformément aux instructions dufabricant de la membrane. En général, on recommande un légerdécapage au jet de sable. S'assurer que le produit de cure utilisé estcompatible avec la membrane; une surface inadéquate favorise la perted'adhérence.

2. Les niveaux d'humidité à l'intérieur des dalles ne doivent pas dépasserles niveaux recommandés par le fabricant de la membrane.

3. La mise en place de la membrane doit s'effectuer dans la plage detempératures recommandée par le fabricant.


99

4. Le représentant du fabricant doit assister à la préparation de la surfaceet accepter cette dernière avant la mise en place de la membrane.

5. Le représentant doit aussi assister à l'installation de la membrane ou àl'application de l'hydrofuge.

6. On devrait effectuer des essais de coupe de la couche d'usure, avantson application, afin de déterminer sa conformité aux exigencesd'épaisseur et d'adhérence au support. D'autres essais de coupeeffectués après application permettront de vérifier l'épaisseur de lacouche d'usure et l'adhérence des couches constituantes entre elles.

7. On doit interdire la circulation des véhicules sur les dalles jusqu'à ceque la couche d'usure ait été mise en place et ait durci.

8. Suivre les consignes de sécurité incendie, d'utilisation des produitstoxiques et autres conseils de sécurité du fabricant.

4.5.8 Liste de vérification des travaux

A. Généralités

.1 Réunion préparatoire

.2 Choix d'un organisme d'essai des matériaux compétent

.3 Tenue des dossiers

B. .1 Révision des formules de mélange.2 Essai du granulat.3 Essai des additifs et ajouts cimentaires proposés.4 Préparation en laboratoire de mélanges d'essai et essais de ces

mélanges en vue de déterminer :.1 la résistance du béton.2 l'affaissement du béton.3 la teneur en air du béton plastique.4 la structure des vides interstitiels du béton durci.5 la teneur en ions chlorure hydrosolubles.


100

C. Coffrages - Révision des dessins

.1 Les dessins portent le sceau d'un ingénieur.

.2 Les pentes pour le drainage sont indiquées.

.3 L'ordre de mise en place des étais est indiqué.

.4 Le béton doit atteindre 75 p. 100 de la résistance à 28 joursspécifiée avant le décoffrage et l'étayage.

.5 Utilisation interdite de produits chimiques de déglaçage.

D. Armature - Révision des dessins

.1 Dimensions des barres, espacement et quantité

.2 Hauteur des chaises

.3 Chaises et ligatures revêtues de plastique

.4 Épaisseur d'enrobage sur tous les côtés

.5 Restauration de l'enduit d'époxyde des barres d'armature.

E. Mise en place du béton - Révision

.1 Méthodes de mise en place

.2 Dimensions des éléments en béton

.3 Finissage

.4 Serrage

.5 Cure

F. Joints

.1 Joints de construction

.2 Joints de dilatation

.3 Interface de matériaux différents

G. Drainage

.1 Pentes des planchers

.2 Emplacement des renvois

.3 Types de renvois

.4 Essai de formation de flaques d'eau et correction. Réparationdes fuites aux renvois, aux joints de construction et dedilatation.


101

H. Divers

.1 Pose de câbles chauffants dans les rampes

.2 Conduits électriques montés en surface.

I. Membrane d'imperméabilisation ou hydrofuge

.1 Préparation de la surface

.2 Produit de cure (interdit)

.3 Teneur en humidité du support

.4 Température ambiante au moment de l'application

.5 Vitesse d'application des matériaux formant la membrane ou del'hydrofuge

.6 Pénétration de l'hydrofuge

.7 Base des colonnes et des murs recouverts par la membrane

.8 Hydrofugation des surfaces verticales

.9 Imperméabilisation aux points de pénétration (renvois) et auxjoints de dilatation

.10 Essais de coupe : épaisseur de la membrane, adhérence ausupport, état (piqûres, bulles de gaz, adhérence des élémentsconstitutifs)

.11 Composition de la couche d'usure en asphalte ou en mastic

.12 Essais de coupe de la couche d'usure en asphalte : épaisseur,adhérence à la membrane, danger de perforation de lamembrane par le granulat.

J. Joints

.1 Imperméabilisation des joints de construction

.2 Ajout de barres d'armature à enduit d'époxyde aux joints deconstruction

.3 Réalisation des joints de dilatation. Vérification de l'étanchéitédes joints par essais d'immersion.

K. Renvois

.1 Matériaux utilisés

.2 Solidarisation avec la membrane

.3 Chauffage et isolation

.4 Essai d'immersion


102

L. Divers

.1 Corrosion des éléments en métal différent qui se touchent.

.2 Tous les conduits doivent être montés en surface.

.3 Chauffage des rampes.

4.6 BÉTON PRÉCONTRAINT PAR POST-TENSION

4.6.1 Généralités

Les exigences générales de qualité qui visent les ouvrages précontraints parpost-tension sont les mêmes que les exigences qui s'appliquent aux ouvrages debéton armé ordinaires. Ces exigences sont énumérées aux paragraphes 4.5.1 à4.5.8. Par contre, les ouvrages précontraints par post-tension doivent en plussatisfaire à certaines exigences particulières qui sont résumées dans la liste devérification ci-dessous.

4.6.2 Liste de vérification

A. Câbles de précontrainte

.1 Épaisseur de la gaine

.2 Intégrité de la gaine (accrocs réparés)

.3 Quantité appropriée de graisse

.4 Système d'encapsulage - connexions étanches à l'eau

.5 Type de coulis. Essais de résistance

.6 Type, dimension et calibre des torons.

.7 Vérification en atelier de l'application de l'enrobage de graisse.

.8 Tous les torons doivent être tendus.

B. Dalles et poutres

.1 Câbles de précontrainte principaux.1 Quantité.2 Vérification du blindage au quart, aux trois quarts et

aux extrémités.3 Support adéquat


103

.2 Câbles mis en place.1 Quantité.2 Emplacement au centre de la dalle.3 Emplacement en ligne droite.4 Supportés de manière à ne pas nuire aux câbles de

précontrainte principaux

.3 Plaques d'extrémité.1 Emplacement correct.2 Plaques à enduit d'époxyde.3 Épaisseur d'enrobage de 40 mm.4 Barres d'armature supplémentaires derrière les plaques.5 Capuchons de plastique aux extrémités des câbles

remplis de graisse

.4 Barres recouvertes de coulis.1 Pompe à coulis.2 Méthode de pénétration.3 Température de l'ouvrage.4 Besoins de chauffage.5 Vérification du remplissage du conduit.6 Vérification de la pénétration du coulis dans les

conduits

.5 Remplissage des logements des têtes de mise en tension

C. Conformité des joints de fissuration et de rupture aux dessins

D. Coffrages

.1 Coffrages spéciaux : on doit prévoir des ouvrages spéciauxpour étayer les poutres qui supporteront les chargespermanentes et les surcharges de la dalle puisque la dalle étantcontrainte par post-tension en premier, elle transférera sacharge des coffrages aux poutres.

E. Mise en tension : s'assurer que tous les câbles de précontrainte sont misen tension de la façon exigée.


104

4.7 BÉTON PRÉFABRIQUÉ


Le contrôle de la qualité des chapes de béton coulées sur du béton préfabriqués'effectue de la même manière que celui des ouvrages de béton armé ordinaires,dont les exigences sont énumérées aux paragraphes 4.5.1 à 4.5.8. La liste devérification qui suit fournit les lignes directrices relatives aux inspections enchantier et en usine.

4.7.2 Liste de vérification - Visite de l'usine de fabrication

A. Révision préalable

.1 Obtenir la permission d'observer les opérations de fabrication

B. Éléments préfabriqués en double T : poutres et colonnes

.1 Coffrages.1 Les coffrages sont propres et exempts de dépressions,

courbures, ou bombements et les panneaux sont deniveau.

.2 Les coffrages rendront le fini approuvé.

.3 L'huile de décoffrage est appliquée selon lesrecommandations du fabricant. Elle ne forme pas deflaques.

.4 Les coffrages ont les bonnes formes et dimensions.

.5 Les contre-dépouilles sont placées au bon endroit.

.2 Armature.1 L'armature de cisaillement est noyée dans l'âme selon

les indications des dessins..2 L'armature de cisaillement maintenue en place par des

chaises non métalliques permet d'obtenir l'épaisseurd'enrobage spécifiée.

.3 Les plaques d'appui d'extrémité sont placées au bonendroit.

.4 Les plaques d'appui ont reçu une finition appropriée etsont soudées à des barres d'armature de bonnesdimensions.


105

.5 Les profilés en treillis métallique sont placés auxendroits prévus et maintenus en place au moyen dechaises non métalliques, ce qui donne l'épaisseurd'enrobage spécifiée.

C. Béton

.1 La formule de mélange et le granulat ont été approuvés.

.2 Tous les ajouts cimentaires ont été approuvés.

.3 Les ajouts cimentaires contenant du chlorure de calcium sontinterdits.

.4 Tous les ajouts cimentaires ont été soigneusement mesurés.

.5 Les ajouts cimentaires ont été incorporés au mélange aumoment prévu et selon les recommandations du fabricant.

D. Torons de précontrainte

.1 Les torons sont propres et exempts de saletés ou d'huile dedécoffrage.

.2 Les torons sont neufs et tous leurs brins sont intacts.

.3 Les torons sont placés selon les indications des plans.

.4 La taille et la résistance des torons sont consignées dans lerapport du fabricant.

E. Mise en tension

.1 Les dispositifs de serrage des torons sont propres.

.2 Les vérins ont été étalonnés dans les douze derniers mois(rapport disponible)

.3 La contrainte finale est déterminée en mesurant l'allongementdes torons et en vérifiant la lecture manométrique des vérins.

.4 Si les torons sont abaissés durant la mise en tension, on utilisedes dispositifs de retenue sans frottement.

.5 Les torons sont abaissés aux endroits appropriés.

F. Finissage du béton

.1 Si un fini au balai est spécifié, les stries doivent être orientéesselon les indications.

.2 Si un fini grossier est spécifié, les aspérités doivent avoir aumoins 6 mm.


106

G. Cure du béton

.1 Le béton est recouvert pour empêcher sa dessiccation.

.2 Lorsque la température est sous 10 EC, on chauffe lescoffrages ou les isole pour empêcher que la température dubéton tombe sous les 50 EC.

.3 Si on a recours à la chaleur pour accélérer la cure, on doitutiliser des thermomètres pour surveiller les températures.

.4 La température du béton ne doit en aucun temps descendre audessous de 10 EC ni dépasser 70 EC.

H. Contrôle de la qualité

.1 Le fabricant désigne un service de contrôle de la qualité.

.2 Ce service supervise les opérations de mise en tension et demise hors tension et les essais du béton.

.3 Le service vérifie aussi les dimensions de tous les produits.

.4 Le service tient les registres des opérations de mise en tensionet des essais ainsi que les rapports de fabrication.

I. Entreposage

.1 Les produits ne sont manipulés qu'au lieu de chargement.

.2 Les produits sont entreposés dans un endroit plan et de niveau.

.3 Les produits sont identifiés au moyen de la date de coulée et del'endroit de destination dans l'ouvrage.

.4 Si les produits sont empilés plus de trois de haut, l'ingénieur deproduction détient des calculs prouvant que la résistance dubéton le permet.

.5 Si les produits sont entreposés à des températures inférieures à0 EC, tous les points de pénétration et les manchons sontobturés pour empêcher la formation de glace à l'intérieur.

4.7.3 Liste de vérification - Inspection sur place

A. Assemblages

.1 Semelle des colonnes

.2 Protection de la surface et de la base des colonnes

.3 Poutres/colonnes

.4 Joints à bride des éléments double T


107

.5 Protecteurs de joint

B. Finition

C. Joints de dilatation

D. Chape de béton

.1 Joints de rupture

.2 Produit d'étanchéisation des joints de rupture

.3 Se reporter aux paragraphes 4.5.1 à 4.5.8

E. Protection de la surface (se reporter à 4.5.8)

4.8 STRUCTURES EN ACIER


Le contrôle de la qualité du béton coulé en place s'effectue selon les indicationsdes paragraphes 4.5.1 à 4.5.8.

4.8.2 Liste de vérification - Inspection sur place

Les lignes directrices concernant l'inspection des garages de stationnement àossature d'acier sont présentées ci-dessous sous la forme d'une liste devérification.

A. Bases

.1 Bordures de béton pour la protection de la base des colonnescontre la corrosion. Lorsque ces bordures ne sont pas couléesen même temps que la dalle, on doit d'abord décaper celle-ci aujet de sable, ou selon une méthode équivalente, puis appliquerun laitier de ciment ou un produit de reprise afin d'assurer unebonne adhérence du béton frais et du béton durci et un produitd'étanchéisation.


108

B. Planchers

.1 Épaisseur du tablier et type de protection contre la rouille.

.2 Protection des éléments structuraux en acier contre la rouille.

C. Chape de béton

.1 Voir les indications relatives aux ouvrages de béton.

D. Dimension des éléments structuraux en acier

E. Dimension et qualité des assemblages soudés et boulonnés

F. Vérification du couple de serrage des boulons.

G. Membrane d'imperméabilisation

.1 L'application d'une membrane d'imperméabilisation estobligatoire dans le cas des ouvrages en acier. Se reporter auparagraphe 4.5.8.1.


109

RÉFÉRENCES

1. Aalami, Bijan O. and Barth, Florian G., Restraint Cracks and their Mitigation inUnbonded Post-Tensioned Building Structures, Post-Tensioning Institute, Phoenix,Arizona.

2. Cast-in-Place Concrete Parking Structures, Post-Tensioning Institute, Phoenix,Arizona.

3. Chrest, Anthony, P., Smith, Mary S., et Bhuyan, Sam, Parking Structures, 1991.

4. Norme S413, Ouvrages de stationnement, Association canadienne de normalisation.

5. Field Procedures Manual for Unbonded Single Strand Tendons, Post-TensioningInstitute, Phoenix, Arizona.

6. Guide to Durable Concrete, Rapport du Comité 201 de l'ACI.


8. Mailvaganam, Noel P., Repair and Protection of Concrete Structures, CRC Press.

9. Recommendation for Concrete Members Pre-stressed with Unbonded Tendons ,Post-Tensioning Institute, Phoenix, Arizona.

10. State-of-the-Art Report on Parking Structures, Rapport du Comité 362 de l'ACI.


110

Chapitre 5

GUIDE D'EXPLOITATION ET D'ENTRETIENDES GARAGES DE STATIONNEMENT

TABLE DES MATIÈRES

Page


5.2 DÉFINITIONS 113

5.3 REPÉRAGE DES DÉFAILLANCES 114

5.3.1 Système structural 1155.3.1.1 Ouvrages en béton armé traditionnels 1155.3.1.2 Ouvrages précontraints par post-tension 1195.3.1.3 Ouvrages précontraints 1205.3.1.4 Constructions en acier 121

5.3.2 Exploitation 1215.3.2.1 Nettoyage 1215.3.2.2 Déneigement et déglaçage 1225.3.2.3 Installations mécaniques 122

5.3.3 Aspect du bâtiment 123

5.4 LIGNES DIRECTRICES CONCERNANT L'ENTRETIEN 123

5.4.1 Nettoyage 1235.4.2 Déneigement et déglaçage 1245.4.3 Installations mécaniques 125


111

5.5 PROGRAMMES DE VÉRIFICATION ET D'ENTRETIEN RECOMMANDÉS 127

5.5.1 Recommandations pour tous les systèmes structuraux - Généralités 127Ouvrages de béton préfabriqué - Résistance structurale 127Ouvrage précontraint par post-tension - Résistance structurale 128Ouvrage en acier et en béton - Résistance structurale 129

5.5.2 Tous les systèmes - Exploitation 1305.5.3 Tous les systèmes - Aspect 131

RÉFÉRENCES 131


112

5.0 GUIDE D'EXPLOITATION ET D'ENTRETIEN DES GARAGES DESTATIONNEMENT

5.1 GÉNÉRALITÉS

La grande majorité des personnes concernées reconnaissent aujourd'hui lanécessité de se doter d'un programme complet d'exploitation et d'entretien desgarages de stationnement afin de tirer de ces ouvrages le rendement prévu etd'atteindre les objectifs de durabilité. On doit même entretenir régulièrement lesouvrages construits selon les exigences de la norme S413-87 de la CSA pouren réduire au minimum la détérioration précoce. Les responsables de garagesde stationnement trouveront dans le présent manuel des lignes directrices quileur permettront de maintenir le rendement de leurs installations à un niveauacceptable de service, en s'assurant notamment que les conditions d'exploitationrépondent aux critères établis par l'équipe de conception pour le calcul desdivers éléments. Tout programme d'entretien axé sur la durabilité doitnécessairement comprendre l'entretien de l'équipement mécanique de chauffageet de ventilation, des systèmes de couverture et d'imperméabilisation et dessystèmes structuraux ainsi que le nettoyage, le déneigement et le déglaçage. Leprésent manuel porte surtout sur les aspects de la durabilité. Il ne constitue enquelque sorte qu'un volet d'un programme exhaustif qui comprendrait aussil'entretien des systèmes de sécurité et de signalisation et des ascenseurs.


113

Le manuel porte sur tous les systèmes structuraux dont il a été questionprécédemment et met l'accent sur les aspects auxquels il faut accorder uneattention particulière. Bien qu'il vise à une grande précision, cet ouvrage nepeut fournir que des lignes directrices puisque chaque garage de stationnementest unique à bien des égards. On devrait préparer un manuel d'exploitation etd'entretien pour chaque ouvrage considéré et prévoir un budget pour sarédaction et allouer chaque année une somme à la mise en oeuvre desrecommandations. Le budget d'entretien devrait comporter un poste pour lestravaux importants comme l'application de nouvelles couches d'hydrofuge oude nouvelles membranes et la réfection des dalles de béton. Trois aspects sontvisés par le programme d'entretien : les éléments structuraux, l'exploitation etl'esthétique.

Les détails de conception, les matériaux utilisés et la qualité d'exécution del'ouvrage ainsi que les conditions ambiantes auxquelles il est exposédétermineront le degré d'entretien requis.

Le propriétaire joue un rôle déterminant dans la durabilité d'un garage destationnement. S'il choisit d'investir dans des éléments durables, les coûtsd'entretien préventif et de réparation en seront d'autant réduits. Par conséquent,c'est le propriétaire, et non l'exploitant du garage, qui devrait assumer laresponsabilité de l'entretien préventif et des réparations afin de protéger soninvestissement initial. Les calendriers d'entretien permettront de prolonger lavie utile des garages de stationnement et de réduire au minimum les réparationscoûteuses.

Le propriétaire doit tenir un registre des travaux d'entretien et y consigner lesrecommandations des inspecteurs et des fournisseurs de systèmes deprotection.

5.2 DÉFINITIONS

Identification - Pour être en mesure de surveiller les conditions qui règnent àl'intérieur d'un garage de stationnement ou de les maintenir, les responsablesdoivent savoir ce qu'il faut rechercher et pouvoir reconnaître les signes avant-coureurs de la détérioration.

Surveillance - La surveillance désigne les programmes d'inspectionspériodiques et le dossier des observations sur l'état et l'aspect extérieur d'unbâtiment.


114

Entretien - L'entretien désigne toutes les tâches requises pour maintenir lerendement d'une installation à un niveau satisfaisant.

Entretien préventif - L'entretien préventif désigne toutes les tâches destinées àprévenir les réparations majeures.

5.3 REPÉRAGE DES DÉFAILLANCES

Lorsqu'on établit le programme d'entretien d'un garage de stationnementexistant, il faut tout d'abord se procurer les documents d'avant-projet, si cesderniers existent. Ces documents comprennent les dessins d'architecture, decharpente, de mécanique et d'électricité ainsi que les devis descriptifs. Il peutêtre aussi utile d'obtenir les résultats des essais effectués pendant laconstruction. Cette documentation renseignera sur les codes en vigueur aumoment de la conception et de la construction de l'ouvrage et les problèmesauxquels on a dû faire face, le cas échéant. On fera ensuite une première visitedu garage pour inspecter visuellement l'ensemble de l'ouvrage. Cetteinspection, effectuée par un ingénieur compétent, permet de recueillir certainesdonnées sur l'état de la charpente qui pourront servir à l'élaboration d'unprogramme spécifique en fonction des facteurs suivants :

- l'âge et l'emplacement géographique de l'ouvrage,- le type de charpente et les détails de conception,- la qualité des matériaux de construction,- la qualité d'exécution,- les signes de désordre,- le système de protection superficielle contre la

corrosion,- l'exploitation de l'installation.

Une fois le programme mis en place, il faudra procéder à des inspectionsrégulières pour s'assurer qu'il est mis en oeuvre selon les recommandations. Cesinspections peuvent être confiées au personnel d'entretien. On devra tenir unregistre de tous les signes de désordre et soumettre les observations àl'ingénieur aux fins d'examen et d'évaluation. L'ingénieur indiquera alors leszones qui demandent un examen plus approfondi.


115

5.3.1 Système structural

L'entretien de la charpente doit porter sur les dalles, les poutres, les colonnes,les murs, les bordures, les systèmes d'étanchéité des joints, les cages d'escalierset d'ascenseurs et les éléments en acier de construction apparents.

5.3.1.1 Ouvrages en béton armé traditionnels

Voici une liste des formes de détérioration que l'on observe le plus souventdans les ouvrages en béton coulé en place et armé traditionnels.

1. Mauvais drainage : Les flaques d'eau qui stagnent à la surface desdalles présentant une pente trop faible ou malorientée accélèrent la détérioration du béton.

2. Fissures : Les fissures n'ont pas toutes une incidence surla résistance structurale. Elles favorisentcependant la pénétration de l'humidité et desions chlorure dans les dalles, ce qui peutaffaiblir la charpente. Une augmentation de lataille ou du nombre de fissures est parfois unsigne avant-coureur de désordres structurauxqui devraient être signalés à l'ingénieur decharpente.

3. Écaillage : L'écaillage est l'effritement superficiel du béton.On dit qu'il est mineur lorsque les écailles ont5 mm d'épaisseur et majeur lorsqu'elles ont25 mm d'épaisseur et qu'il expose les granulats.Sous l'action du gel-dégel, les produitschimiques de déglaçage attaquent le béton etprovoquent la formation d'étroites fissuressuperficielles. Le béton jeune est plusparticulièrement vulnérable à l'écaillage.

4. Délamination : Une délamination est un plan de séparation parallèle àla surface d'une dalle qui se forme au niveau del'armature. Elle peut se produire tant à lasurface que sur la sous-face de la dalle et n'esthabituellement pas visible. Elle résulte de


116

l'expansion des barres d'armature sous l'effet dela corrosion.

5. Effritement : L'effritement est le détachement d'un morceaude béton de la surface d'une dalle. L'effritementsuit la délamination dans le processus dedétérioration. L'acier d'armature exposée parsuite d'un effritement subit l'attaque deschlorures. Les fissures dues à l'effritement sontplus longues et plus larges que les fissuresd'écaillage et suffisamment profondes pourexposer l'armature.

6. Cratère : Un cratère est un éclat superficiel provoqué parla dilatation d'un granulat superficiel. Lesgranulats ne se dilatent que sous l'effet del'humidité.

7. Fuites, lixiviation,taches de rouille : L'humidité qui traverse les éléments de béton

provoque la corrosion de l'acier d'armature, cequi fait apparaître des taches de rouille à lasurface du béton, ou cause la lixiviation des constituants cimentaires qui est décelable à laprésence d'un film ou de stalactites blancs sur lasous-face des dalles et des poutres.

8. Poussiérage : Le poussiérage est la perte de matièresuperficielle sous la forme d'une fine poudre parsuite du ramollissement de la surface du bétondans des conditions d'usure. Le poussiéragepeut être attribuable à une carbonatationproduite par la présence de générateurs dechaleur sans conduit d'échappement, à une cureinsuffisante, au mauvais finissage du béton et àl'emploi d'un mélange de béton trop fluide.

9. Faïençage : Le faïençage est le craquelage de la surface dubéton en un réseau de petites fissuresirrégulières sous l'effet des contraintes de retraitet de traction. Le faïençage peut être le résultatde la dilatation du granulat, de la carbonatation,


117

d'une cure insuffisante ou d'un finissageexcessif.

10. Fissures dues à uneconcentrationde contraintes : La concentration des contraintes dans les angles de

portes et de fenêtres et aux renvois de plancherprovoque souvent des fissures à ces endroits.

Outre ces détériorations visibles des éléments de béton, d'autres formes dedélabrement peuvent être observées en d'autres zones et sur d'autres élémentsde charpente particulièrement vulnérables, notamment :

1. Joints de dilatation : On doit soupçonner une détérioration d'un jointde dilatation lorsque :

- l'eau s'infiltre dans le béton ou à travers le joint;- le béton adjacent est détérioré.

2. Joints de construction : Un joint de construction est l'interface entredeux coulées adjacentes de béton. Ces joints sont souvent scellés aumoyen d'une lame d'étanchéité en caoutchouc. Nos recherches ontmontré que cette méthode était le plus souvent inefficace puisquel'humidité réussit à s'infiltrer à l'emplacement des raccords de joints etautour des lames. La présence de débris et une mauvaise cimentationdu béton autour des lames expliquent en grande partie ce piètrerendement. Au cours de l'inspection des joints de construction, ondoit :

- déterminer si le joint fuit;- déterminer si le béton est détérioré, s'il s'effrite.

3. Installations électriques : On doit vérifier si les boîtes de jonctionélectrique montées à la sous-face des dalles sont rouillées ou si l'eau s'yinfiltre. La présence d'humidité dans les conduits indique que l'humiditéa pénétré dans la dalle. Les conduits noyés dans le béton peuventrouiller, ce qui peut provoquer l'effritement du béton. De plus,l'humidité peut causer des courts-circuits.

4. Systèmes d'imperméabilisation : Ces systèmes comprennent lesmembranes et les hydrofuges.


118

L'efficacité du béton traité se mesure par un essai d'absorptionsuperficielle sur place. On effectue au préalable un essai de contrôle surune surface non traitée et sur une surface fraîchement traitée. Les essaisd'absorption sont effectués par la suite à des intervalles prédéterminéset leurs résultats sont comparés. Cet essai, facile à réaliser, consiste àplacer un cylindre gradué en un point donné de la surface, à former unjoint étanche entre la base et le béton puis à remplir le cylindre d'eau.On mesure ensuite la quantité d'eau absorbée par le béton au coursd'une période donnée.

La quantité d'humidité déjà contenue dans la dalle influencera lesrésultats des essais.

Un autre type d'essai, l'essai d'absorption superficielle initiale, est trèsrépandu en Europe. Il est décrit dans la partie 5 de la norme britanniqueBS 1881 (1980). Le tableau 5.1 en présente les valeurs types.

5. Armature exposée : L'armature peut être exposée par suite del'effritement du béton ou lorsque l'épaisseur d'enrobage est insuffisanteparce que les barres d'armature n'ont pas été disposées correctementpendant la construction. Ce problème peut toucher n'importe quelélément de charpente. On doit faire un relevé des détériorationsdécelées et en aviser l'ingénieur.


119

Temps écoulé 10 min 30 min 1 h 2 h

Absorption faiblemoyenneélevée

0,250,25 - 0,500,05

0,170,17 - 0,250,35

0,100,10 - 0,200,20

0,070,07 - 0,150,15

Tableau 5.1 : Valeurs types de l'essai d'absorption superficielle initiale (mL/m 2/s)

5.3.1.2 Ouvrages précontraints par post-tension

Dans un ouvrage précontraint par post-tension, on observe moins de fissuresque dans un ouvrage de béton armé ordinaire. Par conséquent, la fissurationd'un ouvrage précontraint par post-tension peut être une indication deproblèmes plus graves que ceux qui toucheraient un ouvrage de béton armé.De plus, comme le processus de détérioration peut être plus rapide dans lesouvrages précontraints par post-tension, il faut examiner sans délai lesproblèmes décrits précédemment. Les endroits à surveiller sont les suivants :

1. Ancrages et têtes de mise en tension. L'apparition de taches de rouilleaux points d'ancrage indique qu'il y a corrosion de l'armature et queprobablement l'enrobage est insuffisant. À l'emplacement des têtes demise en tension, on ménage ordinairement des alvéoles dans le bétonpour permettre l'utilisation des vérins de pré-contrainte. Ces alvéolessont ensuite remplis de béton, ce qui crée, à proximité des têtes de miseen tension, des joints de construction qui sont vulnérables à ladétérioration.

2. Les ouvrages précontraints par post-tension peuvent recevoir deséléments de charpente de longue portée, ce qui nécessite l'utilisation depoutres cambrées. On doit vérifier si les éléments de charpenteprésentent un fléchissement excessif et si les dalles et les poutresaffichent des caractéristiques semblables. La perte de cambrure despoutres ou leur fléchissement excessif révèle un désordre au niveau desaciers de pré-contrainte. Ce type de problème doit être immédiatementsignalé à l'ingénieur responsable.


120

5.3.1.3 Ouvrages précontraints

Les ouvrages précontraints sont des constructions à portée simple dont leséléments sont préfabriqués puis assemblés sur place. Les garages destationnement construits selon cette méthode exigent un entretien périodiqueminimal mais très particulier. Le béton employé est habituellement de très hautequalité et présente une bonne imperméabilité. Les problèmes de détériorationqui caractérisent les ouvrages en béton armé par des moyens classiques sontdonc moins fréquents dans les ouvrages précontraints mais doivent néanmoinsfaire l'objet d'une surveillance. On doit accorder une attention particulière àl'inspection des points d'assemblage et des plaques d'appui. Les dispositifsd'assemblage types consistent en des plaques d'acier à ancrages noyés dans lebéton. Les plaques sont soudées ou boulonnées les unes aux autres. Aux pointsd'assemblage, on doit s'assurer que le béton ne présente pas de taches ou defissures et qu'il n'est pas effrité, auquel cas il y a peut-être corrosion desancrages. Les éléments de béton spéciaux comme les corbeaux supportant lespoutres devraient être examinés en même temps que les plaques d'appui. Lesplaques d'assemblage sont faites d'acier galvanisé ou d'acier enduit d'unepeinture antirouille. Le soudage des plaques endommage souvent l'enduit deprotection, ce qui favorise la corrosion superficielle du métal.

L'entretien préventif permet de s'assurer que le système de protection desgarages de stationnement continue d'offrir un rendement élevé et réduitefficacement les infiltrations d'eau et de produits chimiques de déglaçage dansle béton. L'entretien préventif général comprend les travaux suivants :

- le lavage à grande eau des dalles;- le colmatage des fissures;- l'application de produits hydrofuges sur les planchers

préalablement nettoyés;- l'entretien des matériaux d'étanchéité des joints;- l'entretien des matériaux de couverture et des

matériaux en feuilles;- la peinture;- l'entretien de la maçonnerie, y compris le rejointoyage

et le recalfatage;- le serrage des boulons de fixation des garde-corps et

des câbles garde-fou.


121

5.3.1.4 Constructions en acier

Comme on le fait pour les autres systèmes structuraux, on doit surveiller lescomposants de béton des constructions en acier afin de déceler les problèmesde fissuration, d'infiltrations, de taches, de lixiviation, d'effritement, etc. On doitvérifier si les éléments en acier, c'est-à-dire les poutres, les colonnes, les plaquesd'appui, les raidisseurs d'âme et les raccords ne présentent pas de fléchissementexcessif, de déformations, de fissures, de gauchissement et s'assurer que leursystème de protection contre la corrosion est en bon état.

Les dalles de béton coulées sur des tabliers en acier renforcés d'un treillismétallique exigent un examen minutieux. Selon le type d'ouvrage, le treillismétallique peut faire office d'armature externe ou jouer le rôle d'un coffrage quisupporte la dalle jusqu'à ce qu'elle ait atteint la résistance nécessaire poursupporter son propre poids. La corrosion du treillis, l'apparition de taches derouille ou les fuites peuvent entraîner rapidement une perte de résistance etdoivent être surveillées de près. La norme S413-94 de la CSA interditl'utilisation de treillis métalliques comme armature externe dans les nouvellesconstructions.

5.3.2 Exploitation

L'exploitation d'un garage de stationnement nécessite divers travauxnotamment le nettoyage, le déneigement et le déglaçage, l'entretien desinstallations mécaniques et électriques, de l'équipement de contrôle et dessystèmes de sécurité, la signalisation et le marquage de la chaussée ainsi que lesinspections et les contrôles de sécurité. La présente section traite des aspectsqui ont une incidence sur la durabilité d'un ouvrage. Les problèmesd'exploitation sont fondamentalement les mêmes quel que soit le type deconstruction.

5.3.2.1 Nettoyage

Il est très important de nettoyer régulièrement les dalles de plancher pour enretarder la détérioration. Les saletés et les détritus s'accumulent dans les angles,à la base des murs et des colonnes et autour des rampes. On trouvegénéralement des taches d'huile et de graisse dans les places de stationnement,au bas des rampes et devant les barrières automatiques d'entrée et du poste ducaissier. En hiver, on remarque à ces mêmes endroits une accumulation de selsde déglaçage.


122

5.3.2.2 Déneigement et déglaçage

Le toit des garages de stationnement à ciel ouvert est souvent endommagé parl'équipement de déneigement et de déglaçage. Les dommages sontprincipalement causés par les objets lourds ou tranchants qu'on laisse tomberou que l'on traîne sur la surface du toit et par les chaînes d'adhérence desvéhicules.

5.3.2.3 Installations mécaniques

Les installations mécaniques qui ont une incidence sur la durabilité d'un garagede stationnement sont les systèmes d'évacuation de l'eau, les appareils deventilation et le matériel de contrôle.

1. Système d'évacuation de l'eau : On doit inspecter les puisards, lesrenvois de plancher, les grilles, les tuyaux de descente des eauxpluviales ainsi que les consoles et brides de fixation afin de s'assurerqu'ils ne sont pas obstrués, percés ou corrodés et qu'ils ne montrent pasd'autres signes de désordre.

2. Appareils de ventilation : Le bon fonctionnement des appareils deventilation est essentiel au maintien des conditions ambiantes.L'évacuation des gaz toxiques et l'introduction d'air frais sont assuréespar des ventilateurs d'extraction et d'admission. Ces appareilspermettent aussi de régler la température et les niveaux d'humidité,deux conditions qui agissent sur la durabilité.

3. Installations électriques : Pour améliorer le rendement et la durabilité del'ouvrage, il faut vérifier les conduits et les boîtes de jonctionélectriques de la manière indiquée aux paragraphes précédents.

4. Matériel de contrôle : On doit inspecter les chemins des câbles decommande des barrières automatiques d'entrée et de sortie qui ont étédécoupés dans les dalles afin de vérifier l'état du produit d'étanchéité etde déceler tout signe de détérioration du béton et de l'acier d'armature.


123

5.3.3 Aspect du bâtiment

L'aménagement paysager, la peinture et l'aspect général d'un ouvrage destationnement sont des aspects d'ordre esthétique qui ont une incidenceindirecte sur la durabilité de l'ouvrage. En effet, la croissance des arbres imposedes charges de plus en plus lourdes sur le toit; la dalle peut alors se fissurer etouvrir le passage à l'humidité. La peinture qui s'écaille révèle parfois uneinfiltration d'humidité dans les murs extérieurs. Un garage bien entretenu,propre et bien éclairé incite au respect et décourage l'usage abusif.

5.4 LIGNES DIRECTRICES CONCERNANT L'ENTRETIEN

5.4.1 Nettoyage

1. Utiliser des balais manuels ou mécaniques. Dans ce dernier cas,s'assurer que le poids de la machine n'imposera pas une surchargeexcessive sur les dalles.

2. Pour ne pas obstruer les renvois de plancher et les tuyaux de descente,on doit balayer en s'éloignant de ces dispositifs.

3. Pour éviter que les corps étrangers et les débris n'endommagent lesproduits d'étanchéisation des joints de construction, on doit balayer ens'éloignant des joints.

4. Nettoyer régulièrement les flaques de graisse et d'huile. Utiliser unmélange de chaux, d'hydroxyde de sodium et de phosphate trisodiquepour nettoyer les taches d'huile.

5. L'hiver, on doit laver régulièrement à grande eau les dalles, surtoutdans les régions où l'usage de produits chimiques de déglaçage sur lesroutes est très répandu. La neige chargée de sels de déglaçage fondplus rapidement dans les garages fermés que dans les garages à cielouvert en raison d'une température plus élevée; c'est pourquoi leslavages à grande eau doivent être fréquents. Les endroits critiques sontles voies d'entrée et de sortie, les voies de virage, les aires planes et lesvoies principales de circulation. On doit veiller à ne pas obstruer lesrenvois de planchers avec des saletés et des détritus. Placer, en guise defiltre, un carré de jute ou de tout autre matériau poreux sur les renvois


124

et n'utiliser que des lances à basse pression. Les jets d'eau troppuissants peuvent endommager les joints de rupture et de dilatation, lesproduits de colmatage des fissures et les enduits protecteurs.

5.4.2 Déneigement et déglaçage

1. On doit rappeler aux opérateurs de l'équipement les bonnes techniquesde déneigement ainsi que les conséquences des dommages quipourraient être causés pendant le déneigement.

2. L'emplacement des joints de dilatation doit être indiqué de façonvisible, que les dalles soient sèches ou recouvertes de neige. Desmarques de couleurs vives sur les murs ou les murets à chaqueextrémité des joints ou des fanions plantés dans des fûts lestés de sableconstituent des repères efficaces.

3. Il n'est pas recommandé d'amonceler la neige sur les dalles structuralespuisque la neige peut se transformer en glace sous son propre poids.Les surcharges ne seraient pas assez importantes pour provoquer desdéfaillances structurales mais elles pourraient engendrer des fissures.Ces fissures, comme nous l'avons expliqué précédemment, favorisentl'infiltration de l'humidité et des produits chimiques de déglaçage, ce quiaccélère la détérioration.

4. Les chasse-neige ne doivent pas franchir les joints de dilatation à angledroit. On recommande un angle de passage d'au plus 75 E et, lorsquec'est possible, un passage presque parallèle. On réduira ainsi auminimum le risque que la lame morde dans le joint et l'endommage. Onrecommande d'utiliser un chasse-neige à brosse mécanique plutôt qu'àlame d'acier. Si cela est impossible, on doit fixer une garniture encaoutchouc épais sous la lame ou les patins afin de relever le tranchantde la lame à environ 12 mm de la surface de la dalle. Suivre lesdirectives du fabricant pour déneiger et déglacer les matériauxd'étanchéité des joints. Les dommages causés par les opérations dedéneigement ne sont habituellement pas couverts par les garanties.

5. Au printemps, on inspectera le tablier pour repérer les endroitsendommagés et effectuer promptement les réparations lorsque le tempsle permettra.

On peut utiliser des produits chimiques pour déglacer les surfaces de béton ou


125

y empêcher la formation de glace. Voici une liste des produits les plus courants.Leurs effets sur l'environnement sont aussi indiqués.

1. Urée - L'urée est le seul produit de déglaçage qui n'endommage ni lebéton, ni le métal, ni la végétation environnante. Comme il s'agit d'unengrais, l'urée favorise la croissance des algues marines, réduit la teneuren oxygène des eaux intérieures et a des effets nocifs sur les poissons.

2. Chlorure de calcium - Le chlorure de calcium attaque le béton et lavégétation et fait rouiller le métal, surtout l'acier de précontrainte.

3. Chlorure de sodium - (sel blanc, sel marin) Le chlorure de sodium apeu d'effet chimique sur le béton mais détruit la végétation et corrode lemétal.

4. Nitrate d'ammonium ou sulfate d'ammonium - Ces produitsattaquent le béton et l'acier d'armature.

5. Acétate de calcium-magnésium - Cet acétate n'est ni corrosif niréactif. Ses coûts de production demeurent toutefois prohibitifs.

6. Le sable contenant un pourcentage de sel de 3 à 6 p. 100 en masse estun produit très efficace pour améliorer la traction et empêcher ledérapage des véhicules. Lorsqu'on utilise ce produit, on doit prévoir unmoyen pour empêcher les renvois de plancher de s'obstruer.

Sur le plan de la durabilité de l'ouvrage, l'emploi de produits chimiques dedéglaçage n'est pas recommandé. On recommande de déneiger au moyen debalais; si cette méthode ne peut être appliquée, on pourra employer des chasse-neige et des lames-racleuses. On peut utiliser du sable pour améliorer latraction, mais il faut alors veiller à ce qu'il n'obstrue pas les renvois de plancher.Lorsqu'il faut absolument se servir de produits chimiques, l'urée devrait être lepremier choix. L'emploi d'un mélange de sable et de sel est aussi acceptable,mais il faut protéger les renvois.

5.4.3 Installations mécaniques

1. S'il y a la formation de flaques d'eau, on doit augmenter le nombre derenvois de plancher. Nous recommandons au moins d'assécher lesflaques en chassant l'eau vers les renvois à l'aide de balais à franges oude serpillières.


126

2. On doit vérifier régulièrement les renvois, les puisards et la tuyauterie.

3. Les installations de chauffage, de ventilation et de conditionnementd'air exigent un programme d'entretien régulier. On doit mettre à ladisposition du personnel d'entretien les manuels fournis pas lesfabricants. Il est essentiel de contrôler le taux d'humidité à l'intérieur desgarages de stationnement. Il est fortement recommandé de maintenirdes températures intérieures assez basses.


127

5.5 PROGRAMMES DE VÉRIFICATION ET D'ENTRETIEN RECOMMANDÉS

5.5.1 Recommandations pour tous les systèmes structuraux - Généralités

Élément Vérifications Mesures correctives Fréquencerecommandée

Dalles structurales non protégées Rechercher les fissures,l'écaillage, l'effritement, lescratères, les fuites, la lixiviation,les armatures exposées, des deuxcôtés des dalles.

Indiquer sur les dessins les typesde défauts, leur tailleapproximative et leuremplacement. Les signaler àl'ingénieur consultant s'ils sontimportants.

Trois fois par année

Dalles structurales protégées Couche d'usure : usure, fissures,pelade, bombement. Sous-face :fuites, lixiviation, taches derouille, fissures, effritement etarmature exposée.

Indiquer sur les dessins les typesde défauts, leur tailleapproximative et leuremplacement. Les signaler àl'ingénieur consultant s'ils sontimportants.


Dalles sur sol Rechercher les fissures, legondolage, l'affaissement, lesinfiltrations d'eau à la base descolonnes et à la jonction des murset de la dalle.

Noter l'emplacement, le type et lataille approximative desdésordres. Les signaler àl'ingénieur consultant s'ils sontimportants.

Quatre fois par année

Murs Rechercher les infiltrations d'eau,les fissures, l'effritement, lesarmatures exposées



Colonnes Rechercher les fissures,l'effritement, les armaturesexposées ou les taches de rouille



Toit et systèmesd'imperméabilisation

Rechercher les fuites dans latoiture; vérifier l'état du matériaud'étanchéité des joints deplanchers, des joints de dilatation,des fenêtres, des portes.Membranes d'imperméabilisationdes planchers

Noter les défauts et effectuer desréparations ponctuelles ou aviserl'ingénieur consultant.

Tous les mois

Réparations Selon les recommandations del'ingénieur

Tableau 5.2

Ouvrages de béton préfabriqué - Résistance structurale


128


Planchers Surface : usure et fissurationexcessives

Noter sur les dessins l'emplacementdes flaches. Réparer les petitesflaches et niveler les dépressionsdues à l'usure au moyen de bétonmodifié au latex ou d'un produit deragréage à prise rapide. Nettoyerles fissures avant de les colmater.En cas de détérioration majeure,communiquer avec l'ingénieur

Deux fois par année

Maçonnerie Joints de mortier Enlever le mortier lâche etrejointoyer. Si le mur est fissuré,aviser l'ingénieur.

Une fois par année

Raccords Vérifier les raccords structuraux etle béton adjacent. Noter lesfissures et taches de rouille auxfins de vérification par l'ingénieur.

Effectuer les réparationsdemandées par l'ingénieur.

Une fois par année

Parapets et garde-corps Rechercher les dommages causéspar les chocs. Indiquer sur lesdessins les endroits endommagés,afin que l'ingénieur puisse lesvérifier périodiquement.

Resserrer les boulons de fixationdes garde-corps et tendre les câblesde protection. Réparer les défautsmineurs du béton.

Une fois par année

Plaques d'appui en élastomère Vérifier l'état des plaques(déchirées, déplacées) etrechercher les fissures dans lebéton adjacent à la surface d'appui.Noter les défauts aux fins d'unevérification périodique parl'ingénieur.

Informer l'ingénieur desvérifications à faire et exécuter sesinstructions.

Une fois par année


Tableau 5.3

Ouvrage précontraint par post-tension - Résistance structurale


129


Dalles et poutres Fissures à la surface des dalles àl'emplacement des poutres, à la basedes colonnes, sur la sous-face et lescôtés des poutres

Indiquer sur les dessinsl'emplacement des fissures et lessignaler à l'ingénieur afin qu'il lesexamine et formule desrecommandations.

Une fois par année

Ancrages et logement des têtes demise en tension

Taches de rouille, ancrages exposés,béton fissuré

Indiquer sur les dessinsl'emplacement des défauts et lessignaler à l'ingénieur afin qu'il lesexamine et formule desrecommandations.

Une fois par année

Fléchissements Fléchissement excessif, perte decambrure

Signaler les défauts à l'ingénieur afinqu'il les examine et formule desrecommandations

Une fois par année


Tableau 5.4

Ouvrage en acier et en béton - Résistance structurale


Colonnes, poutres, solives en acier Rouille superficielle, piqûres,écaillage, flambage d'âme,voilement, désordre de torsion

Enlever les écailles et appliquer unepeinture riche en zinc. Signaler toutflambage, voilement ou toute torsionà l'ingénieur

Une fois par année

Raccords, plaques de renfort, d'appuiet de base

Rouille superficielle, piqûres,écaillage, fissures des soudures,boulons rouillés, écrous manquants.

Enlever les écailles et appliquer unepeinture riche en zinc. Signaler lesfissures des soudures ou ladétérioration des boulons àl'ingénieur.

Une fois par année

Coffrage métallique Taches d'eau sur la face inférieuredu coffrage, ou rouille

Noter l'emplacement des taches etdes fuites et les signaler à l'ingénieur

Deux fois par année

Membrane d'imperméabilisation Décollement de la membrane dutablier de béton

Vérifier l'état de la membrane(usure, déchirures, bombement).Noter l'emplacement des défauts etles réparer.



Tableau 5.5


130

5.5.2 Tous les systèmes - Exploitation


Nettoyage - balayage manuel Rechercher les débris et les flaquesd'huile et de graisse

Balayer, brosser et enlever l'huile etla graisse

Toutes les semaines

Nettoyage - balayage mécanique Nettoyer les places destationnement, allées et rampes

Passer le balai et la brossemécaniques sur toutes les surfaces

Une fois par mois

Nettoyage - joints de dilatation Enlever les débris autour dumatériau d'étanchéité

Toutes les semaines

Lavage à grande eau des planchers Rechercher les débris à la base desmurs, dans les angles, au bas desrampes et aux barrières d'entrée

Étanchéiser les fissures puis laver lesplanchers au jet d'eau à bassepression pour ne pas endommager lesjoints. Recouvrir les renvois defiltres pour empêcher les débrisd'obstruer les tuyaux d'évacuation.

Au moins deux fois par année.Unefois par mois l'hiver dans le cas degarages fermés.

Flaques d'eau Noter les endroits où l'eaus'accumule.

Chasser l'eau à l'aide d'un racloir encaoutchouc vers le renvoi le plusproche. Noter l'emplacement desflaques sur les dessins aux fins del'installation subséquente de renvoissupplémentaires.

Tous les jours selon les conditionsmétéorologiques et le mois del'année.

Renvois et pompes de puisards,goulottes

Vérifier si les renvois ne sont pasobstrués par des débris, et vérifierles goulottes des entrées.

Demander au personnel d'entretiende nettoyer les renvois.

Toutes les semaines

Dommages causés par ledéneigement et le déglaçage

Enlever la neige et la glace

Rechercher les zones glacées

Vérifier l'état des joints dedilatation, des parapets, de la couched'usure de la membraned'imperméabilisation

Informer la direction ou l'ingénieurconsultant

Une fois par année - au début duprintemps

Une fois par jour au besoin

Une fois par jour au besoin

Installations CVCA Vérifier le bon fonctionnement desappareils

Demander au personnel d'entretiende faire immédiatement lesréparations nécessaires

Une fois par semaine

Vérifier la ventilation des garagesfermés ou souterrains. Utiliser undétecteur de monoxyde de carbonepour s'assurer que les appareils sontsous tension et qu'ils fonctionnenent

Informer immédiatement lepersonnel d'entretien

Tous les jours

Produits d'étanchéité Vérifier chaque joint Remplacer le produit d'étanchéité aubesoin

Une fois par année au printemps

Remplacement de la couche deprotection

Selon les recommandations del'ingénieur

Hydrofuges Appliquer une nouvelle couchehydrofuge tous les trois ans ou selonles recommandations du fabricant

Tableau 5.6


131

5.5.3 Tous les systèmes - Aspect


Aménagement paysager Surveiller la croissance des arbres,vérifier l'évolution des fissures surla sous-face des dalles

En cas de propagation des fissures,informer immédiatementl'ingénieur consultant

Une fois par année

Peinture L'écaillage de la peinture sur laface intérieure des murs extérieurspeut indiquer une pénétration del'humidité par les fissures ou àtravers le béton poreux.

Rouille des cadres de portemétalliques, etc.

Demander des conseils del'ingénieur consultant sur la façonde colmater les fissures.


Une fois par année

Aspect général Tous les jours

Tableau 5.7

RÉFÉRENCES

1. Norme CAN/CSA S413-94, Parking Structure. 5e ébauche, 5 novembre 1993.

2. Travaux publics Canada, Garage de stationnement : Relevé de condition ,Document D32, mars 1988.

3. Travaux publics Canada. Development of Realibility-Based Methods for CostEffective Maintenance of Parking Structures, septembre 1989.

4. Normes CAN/CSA-A23.1 et A23.2-M90, Béton - Constituants et exécution destravaux, 1990.

5. CAN/CSA-S413-87, Ouvrages de stationnement, 1987

6. Parking Consultants Council, National Parking Association, Parking GarageMaintenance Manual, Washington, 1991.

7. Prestressed Concrete Institute, Precast/Prestressed Concrete Parking Structures,Maintenance, 1988.

8. Chrest, A. Parking Structures: Planning, Design, Construction, Maintenance andRepair, 1989.


132

9. American Concrete Institure, Concrete International, Rehabilitation, Repair,septembre 1990, volume 12, nE 9, pages 55 à 60.

10. American Concrete Institure, Concrete International, Repair and Protection Systemsfor Parking Structures, avril 1988, volume 10, nE 4, pages 21 à 28.


133

Chapitre 6

ÉVALUATION DES OUVRAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON ARMÉ

TABLE DES MATIÈRES

Page


6.2 EXAMEN PRÉLIMINAIRE 136

6.3 DESSINS D'ARCHIVES DES ÉTUDES SUR PLACE 137

6.4 MAPPAGE ET CONSIGNATION DES ZONES DE DÉTÉRIORATION 137

6.5 TECHNIQUES DE MESURE NON DESTRUCTIVES 1396.5.1 Examen des délaminations 1396.5.2 Étude pachométrique 1406.5.3 Essais de demi-cellule 1416.5.4 Sondage par écho 144

6.6 TECHNIQUES DE MESURE DESTRUCTIVES 1446.6.1 Teneur en ions chlorure 1446.6.2 Essai de résistance à la compression 1466.6.3 Vide interstitiel 1466.6.4 Examen pétrographique 1476.6.5 Détermination de l'adhérence en traction 1486.6.6 Essai de perméabilité du béton 148


134

6.7 TECHNIQUES SPÉCIALES DE MESURE 1496.7.1 Essai aux ultrasons 1496.7.2 Examen radiographique 1506.7.3 Examen au radar 151

6.8 CHARPENTES EN ACIER 151

6.9 OUVRAGES EN BÉTON PRÉFABRIQUÉ 152

6.10 RÉSUMÉ DES RENSEIGNEMENTS 153

RÉFÉRENCES 158


135

6.0 ÉVALUATION DES OUVRAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTONARMÉ

6.1 GÉNÉRALITÉS

Comme nous l'avons indiqué au chapitre précédent, on devrait établir desprogrammes d'entretien des garages de stationnement neufs dès l'étape de laconstruction. Ces programmes comporteront des dispositions relatives auxvisites sur place d'un ingénieur expérimenté dans la restauration du béton. Uningénieur peut évaluer à faible coût l'état des éléments de l'ouvrage par unsimple examen visuel. Effectués régulièrement, ces examens permettent dedéceler rapidement les problèmes et de les corriger avant qu'ils ne s'aggravent.Cette façon de faire prolongera la vie de l'ouvrage de stationnement tout enévitant les examens en profondeur et les réparations coûteuses.

Dans bien des cas, par exemple dans les garages qui n'ont jamais fait l'objet d'unentretien périodique, l'état de l'ouvrage ne constitue pas normalement un sujetd'inquiétude jusqu'au moment où la détérioration devient visible aux yeux duprofane. C'est alors que le propriétaire demande à un ingénieur d'évaluer lebâtiment et, étant donné la détérioration avancée de l'ouvrage, ce dernier n'ad'autre choix que de procéder à un examen complet.

Travaux publics et Services gouvernementaux Canada a produit en mars 1998un document intitulé ? Garages de stationnement : Relevé de la condition ?(D32) qui s'inscrit dans la ? Série sur l'évaluation du rendement desimmeubles ? . Cet ouvrage s'adresse aux ingénieurs qui ont à évaluer l'étatd'ouvrages en béton armé. Il présente les grands traits d'une méthoded'évaluation préliminaire ainsi que des techniques de mesure simples et des


136

méthodes de surveillance spécialisées.

La présente partie élabore sur ces points et met en lumière l'importance desrenseignements concernant le degré de détérioration et ses conséquences surl'intégrité structurale, la durabilité et l'aspect des ouvrages pour chacune desméthodes d'essai présentées. Nous abordons aussi des aspects particuliers desautres systèmes structuraux, à l'exception des ouvrages en béton précontraintpar post-tension, lesquels sont traités au chapitre 7.

Un examen détaillé de la condition d'une structure vise trois choses.Premièrement, déterminer l'étendue de la détérioration, deuxièmement, enrechercher les causes et, troisièmement, présenter une stratégie de réparation.Étant donné que les ouvrages de stationnement sont tous différents etprésentent divers degrés de détérioration, la personne responsable de l'examendoit décider du type d'examen nécessaire dans chaque cas et choisir les essaisen tenant compte du rapport coûts-avantages.

6.2 EXAMEN PRÉLIMINAIRE

La principale tâche de l'ingénieur consiste à évaluer l'état présent de la structurepar une visite des lieux. Cette revue initiale lui permet de se faire une idéegénérale de l'ouvrage et de repérer les zones à examiner de plus près. Il établirales priorités d'inspection en fonction du type de système structural à l'étude.Dans les chapitres précédents, nous avons parlé de types de structures précisainsi que des éléments qui sont sujets à la détérioration.

Le document D32 renferme une liste de vérification qui énumère les éléments àexaminer pendant la visite des lieux, les questions à poser au propriétaire ainsique les données de conception. Cette liste est reproduite à la fin du présentchapitre.

Une fois cette étape terminée, l'ingénieur remet au propriétaire, s'il en fait lademande, un rapport succinct contenant ses conclusions et recommandant aubesoin un examen approfondi.

Lorsqu'il a été convenu qu'un examen détaillé s'imposait, l'ingénieur doits'efforcer d'obtenir toute la documentation pertinente possible qui comprend :

1. Le dossier de projet c'est-à-dire les plans, les devis, les résultats d'essaiet les rapports d'inspection. La lecture des documents familiariseral'ingénieur avec le type de système structural, les problèmes de la


137

construction et les matériaux utilisés. Il pourra alors organiser l'examen.

2. Des entrevues avec le propriétaire, le directeur ou le personneld'entretien chargé de l'exploitation quotidienne du garage sont aussitrès informatives. L'ingénieur devrait profiter de ces occasions pourmettre la main sur le programme d'entretien en vigueur, le dossier desréparations antérieures et tout autre document pertinent.

6.3 DESSINS D'ARCHIVES DES ÉTUDES SUR PLACE

Pour être en mesure d'établir le plan des zones de détérioration, on doitpréparer des dessins de travail montrant tous les murs, les colonnes, les rampes,les lignes de référence, les renvois de plancher, les îlots, les aires à vocationparticulière et la dimension des quadrillages. On peut aussi tracer sur les dessinsdes lignes de référence supplémentaires espacées de 2 000 mm ou indiquertoute autre dimension utile concernant les baies pour faciliter le repérage sur lesplans des zones de détérioration.

L'information contenue dans les feuilles de travail sera portée par la suite sur lesdocuments contractuels des réparations. On doit donc s'assurer d'utiliser lamême échelle partout.

6.4 MAPPAGE ET CONSIGNATION DES ZONES DE DÉTÉRIORATION

Voici les renseignements à noter et à porter sur les plans au cours d'uneinspection exhaustive. Les termes sont définis au chapitre 5. Les plans doiventmontrer la face supérieure et la sous-face des dalles.

1. Flaques d'eau/taches de chlorure (m2) - Les flaques d'eau et lestaches de chlorure révèlent une pente insuffisante des dalles ou desproblèmes d'évacuation de l'eau en certains endroits. Les taches à lasurface du béton renseignent sur la fréquence du lavage des dalles ousignalent les pentes inadéquates. Un essai d'immersion permettra desavoir si l'évacuation de l'eau est adéquate aux endroits douteux etdévoilera rapidement les problèmes de drainage.


138

2. Membrane (m2) - Porter sur les plans toutes les zones où la membraneest déchirée, fissurée, décollée ou manquante. Les allées, les voies devirage et les rampes sont habituellement les endroits où ces problèmessurviennent en premier. Examiner de près les points de rupture decontinuité comme les murs, les colonnes, les escaliers et les joints dedilatation. Les membranes installées sous des chapes ne sont pasvisibles. Cependant, on peut quand même évaluer leur rendement envérifiant si la sous-face des dalles montre des signes de lixiviation, defuites ou une décoloration.

3. Hydrofuges - Y-a-t-il des signes d'applications répétées d'hydrofuges?

Verser de l'eau sur la surface de la dalle et observer si elle forme desgouttelettes ou pénètre dans le béton.

4. Écaillage (m2) - Mesurer l'épaisseur des écailles et classer l'écaillagecomme suit :

léger 0 - 5 mmmoyen 5 - 10 mmimportant 10 -25 mmsévère plus de 25 mm

5. Effritement (m2) - Les endroits effrités sont repérés au cours del'inspection des délaminations.

6. Cratères (m2) - Les cratères ne couvrent pas en général une grandesuperficie mais peuvent indiquer des problèmes de granulats.

7. Fissures (m) - Repérer toutes les fissures et les classer comme suit :fines moins de 0,1 mmétroites 0,1 - 0,3 mmmoyennes 0,3 - 0,7 mmlarges plus de 0,7 mm

La largeur d'une fissure est souvent moins révélatrice que sonemplacement ou sa forme. Le sujet des fissures est traité en profondeurau chapitre 3. Les notions qui y sont présentées s'appliquent tant auxdalles armées classiques qu'aux dalles précontraintes par post-tension.

8. Lixiviation, fuites et taches de rouille (m) - Ces problèmes révèlentune infiltration de l'humidité dans le béton et la présence éventuelle defissures visibles ou invisibles.


139

9. Poussiérage (m2) - Faire un essai en lavant le plancher à la brosse avecune solution de chlorhydrate à 10 p. 100. Une effervescence immédiatesera le signe de la carbonatation de la surface. Le traitement consiste àdurcir la surface en y appliquant un hydrofuge polymère.

10. Acier d'armature exposé (m2) - Les endroits où l'acier d'armature estsouvent exposé sont la base des murs et des colonnes, les côtés despoutres et les changements de niveau, par exemple, en haut et en basdes rampes.

11. Joints de dilatation (m) - Noter l'état de la garniture d'étanchéité, lesinfiltrations, les taches dans le béton, la détérioration du béton le longdes joints, l'accumulation de débris, l'état des rives de plancher, desancrages ou des plaques d'acier.

12. CVCA - Enregistrer la température et l'humidité relative en diverspoints du garage. Indiquer si les ventilateurs d'extraction et d'admissionfonctionnent selon les exigences et décrire l'état des appareils.

13. Faïençage (m2) - Le faïençage est causé par l'action des cycles degel/dégel et la réaction entre les granulats et les alcalis.

14. Dossier photographique - Les photographies des zones dedétérioration constituent d'excellents documents d'appui pour larédaction du rapport, l'élaboration de stratégies de réparation et lapréparation des soumissions. On devrait indiquer sur les dessins lesendroits où des photographies ont été prises.

6.5 TECHNIQUES DE MESURE NON DESTRUCTIVES

Une fois tous les dommages répertoriés, il s'agit d'évaluer le degré dedétérioration à l'aide des méthodes simples décrites ci-dessous.

6.5.1 Examen des délaminations (m2)

Le repérage des délaminations s'effectue à l'aide d'une chaîne que l'on traîne surla surface de la dalle. Les parties délaminées rendent un son caverneux aupassage de la chaîne. Cette méthode est précise pour les délaminations situées àmoins de 150 mm de profondeur environ. Selon le degré de précision


140

recherché, on peut cogner sur la surface à l'aide d'un marteau pour mieuxdélimiter les parties délaminées. Il suffit, par la suite, d'en tracer le périmètre aucrayon ou à la peinture en aérosol et de porter cette zone sur les dessins. Cetteinspection s'effectue habituellement au cours de la collecte des renseignementsdont il a été question précédemment.

Le son caractéristique est plus facilement perçu lorsque la dalle ne comportepas de système de protection. Il est parfois préférable d'effectuer l'essai endehors des heures d'achalandage. Il y a deux scénarios possibles lorsque l'essaiest effectué sur une dalle recouverte d'une membrane d'imperméabilisation defaible épaisseur : la délamination du béton ou le décollement de la membrane deprotection de la surface du béton. Des personnes expérimentées sont capablesde distinguer les sons rendus par ces désordres. Pour vérifier les résultats, onrecommande de prélever au préalable deux ou trois carottes de béton dans lesrégions visées. On peut aussi effectuer l'essai sur des dalles à membranes deprotection épaisses mais les résultats seront moins concluants.

6.5.2 Étude pachométrique (mm)

Le pachomètre est un appareil à électro-aimant qui permet de localiser l'acierd'armature noyé dans le béton. Pour l'étalonner, on recommande de suivre lesinstructions du fabricant. Il appartient à l'ingénieur responsable de l'étude dedécider du nombre de lectures nécessaires pour obtenir des indications utiles.La précision des lectures dépendra des conditions suivantes :

1. Présence de conduits et d'équipement électriques2. Éléments comportant une armature lourde ou espacement des rangs de

barres inférieur à la norme (2 ou 3 fois le diamètre des barres)3. Température inférieure de 5 EC.

L'étude pachométrique permet de recueillir des renseignements très utiles, parexemple :

1. Les lectures de l'épaisseur d'enrobage peuvent être comparées auxindications des dessins ou aux épaisseurs prescrites par le codeapproprié. Un enrobage plus épais que ce qui est prescrit modifiera lacapacité portante de la dalle et peut expliquer le type de fissuresobservé. Un enrobage insuffisant peut être compatible avec des zonesde corrosion et de délamination accrues des barres.


141

2. Le degré d'uniformité des lectures donnera une indication de laprécision avec laquelle l'armature et les chaises ont été mises en placeainsi que de la qualité générale de la construction et des inspections.

3. Lorsqu'elle est connue, l'épaisseur d'enrobage peut servir à établir unecorrélation entre la teneur en ions chlorure et le potentiel de corrosiondu béton.

4. C'est souvent aux endroits où l'enrobage est insuffisant que lesproblèmes apparaissent en premier. L'essai au pachomètre peut faciliterl'établissement des priorités lorsqu'on dispose d'un budget limité pourles réparations.

5. L'épaisseur d'enrobage peut dicter les méthodes d'enlèvement du bétonà proposer dans les stratégies de réparation.

La précision des essais est de +/- 3 mm pour les épaisseurs d'enrobage de40 mm et moins et de +/- 5mm pour les épaisseurs de plus de 40 mm. Onprendra soin d'indiquer cette restriction sur les dessins afin de faciliter lacomparaison avec les autres données.

6.5.3 Essais de demi-cellule

On peut déceler la présence de corrosion en mesurant le potentiel électrique dedemi-cellule de l'acier noyé dans le béton. La méthode consiste à estimer lepotentiel électrique de demi-cellule de l'acier d'armature afin d'évaluer le risquede corrosion; il faut toutefois qu'il y ait continuité électrique. Une armature ouun câble de précontrainte isolés par une surface de béton qui a séché et perdusa conductivité, un enduit d'époxyde ou une gaine de papier ou de plastique neforment pas un circuit électrique valable. En outre, les courants vagabonds quicirculent à l'intérieur des dalles faussent souvent les lectures. Par conséquent,seuls des experts doivent interpréter les résultats. Bien qu'il y ait un lien directentre l'activité de corrosion et le potentiel électrique de demi-cellule de l'acierd'armature, la reproductibilité des résultats est faible à cause principalement desvariations de la teneur en humidité dans le béton.

Bien que ces essais soient considérés non destructifs, lorsque la dalle comporteune membrane d'imperméabilisation, on doit percer cette membrane pouratteindre la surface du béton. Si les travaux de réfection de la dalle ne sont pasentrepris immédiatement, ces trous risquent d'endommager la membrane, qui


142

devra alors être réparée. Les lectures sont habituellement effectuées sur unquadrillage de 1 200 mm de côté. Pour connaître le matériel d'essai et lesconditions d'utilisation de l'appareil, le lecteur est prié de se reporter à la normeASTM C876. En voici un résumé.

Matériel :

- demi-cellule de sulfate de cuivre- voltmètre à haute impédance- bobine de fil de cuivre isolé et colliers

On règle le voltmètre sur +V c.c., dans la plage 0 à 1 volt, et on fixe une borneà l'armature de la dalle. Il est important que la connexion soit propre et serrée.Enlever toute trace d'enduit et de rouille et mettre le métal à nu à l'aide d'unelime. Utiliser un collier pour maintenir le fil sur la mise à la terre. Vérifierplusieurs points de mise à la terre afin d'enrayer la possibilité de choisir un pointqui est isolé de l'armature. Brancher l'autre fil à la demi-cellule. Celle-ci doitêtre remplie jusqu'à la moitié au moins d'une solution saturée de cuivre et desulfate de cuivre. On dépose la demi-cellule sur une éponge mouillée oudirectement sur la dalle mouillée. La bobine de fil permet d'étudier de vasteszones du tablier depuis une même mise à la terre. Lorsqu'on change de point demise à la terre, on doit vérifier la continuité. Les lectures sont prises aux deuxpoints de mise à la terre. L'écart admissible est de " 0,2 volt. Par convention,on fait précéder toutes les lectures du signe (-). On corrige les lectures detension lorsque la température de la demi-cellule se situe à l'extérieur de laplage de 22 EC à " 5 EC. Les coefficients de correction sont indiqués dans lanorme ASTM C876.

Selon cette norme, la valeur numérique correspondant aux potentiels mesuréspar une demi-cellule de cuivre/sulfate de cuivre (CSE) doit être interprétéecomme suit :

Des potentiels électriques de moins de - 0,2 V (CSE) indiquent, avecune certitude de plus de 90 p. 100, l'absence de corrosion de l'armaturedans la zone d'essai au moment du relevé.

Des potentiels électriques de l'ordre de - 0,2 à - 0,35 V indiquent unetrès faible possibilité de corrosion.

Des potentiels électriques de moins de - 0,35 V CSE indiquent, avecune certitude de plus de 90 p. 100, une corrosion de l'armature dans lazone d'essai au moment du relevé.


143

La valeur numérique relative attribuée aux potentiels électriques n'est pas uneindication de la vitesse relative de corrosion. Pour mesurer cette vitesse, il fautconnaître le courant de corrosion ainsi que la résistance au flux électrique.

Aux endroits où la détérioration est visible, l'essai de demi-cellule n'apporteaucun renseignement sur l'état de l'ouvrage que n'ont déjà fourni l'inspectionvisuelle et l'essai à la chaîne traînante. Il revient à l'ingénieur de décider de laportée de l'essai de demi-cellule après une analyse coût-avantages. Pour lesdalles sans membrane d'imperméabilisation ou protégées uniquement par deshydrofuges, un essai effectué sur une zone représentant entre 5 et 10 p. 100 dela superficie totale pourrait suffire à confirmer la présence des délaminationsdécelées par la méthode de la chaîne traînante. Là encore, on devra décider s'ilest nécessaire d'étendre l'essai à toute la superficie. Dans les petits garages, laproportion de la zone d'essai peut être augmentée à peu de frais.

Pour les dalles à membrane d'imperméabilisation mince, l'essai de demi-cellulepermet de confirmer la présence des délaminations décelées par la méthode dela chaîne traînante. Il suffit de choisir les zones à partir des dessins en s'assurantd'obtenir un échantillon représentatif des conditions observées, par exemple, ungroupe de zones présentant peu ou pas de détérioration, un groupe de zonesprésentant diverses formes de détérioration et des zones de forte détérioration,comme les voies de virage et les rampes. Des essais menés sur au plus15 p. 100 de la superficie totale devraient permettre d'obtenir des résultatsconcluants.

Pour les dalles à membrane épaisse, l'essai de demi-cellule peut remplacer ladétection à la chaîne traînante. Mais l'intégrité de la membrane sera détruite, cequi constitue un inconvénient majeur. Il faudrait convenir au préalable d'uneméthode de restauration de la membrane.

Les résultats sont présentés sous la forme de lignes équipotentielles etcomparés à ceux de la détection à la chaîne traînante. Il existe actuellement surle marché des produits brevetés exploitant les techniques informatisées demesure et de mappage.


144

6.5.4 Sondage par écho

La méthode de sondage par écho des délaminations, des vides interstitiels etdes fissures est relativement nouvelle. Elle se prête bien aux dalles de bétonarmé recouvertes d'une épaisse chape d'asphalte, de mastic ou de béton.Comme elle est relativement coûteuse, on doit en évaluer le rapport coût-avantages pour une étude donnée.

6.6 TECHNIQUES DE MESURE DESTRUCTIVES

6.6.1 Teneur en ions chlorure

La mesure des ions chlorure a pour but de déterminer la teneur en chlorure dubéton et donc le risque de corrosion de l'armature et le degré de pénétration desions chlorure.

Cet essai est décrit en A23.2-4B de la norme CSA-A23.2-M90.L'échantillonnage se fait selon deux méthodes. Dans le premier cas, on percedes trous dans des éprouvettes d'essai ou dans l'ouvrage pour obtenir dumatériau pulvérisé à différentes profondeurs. Au moins 30 grammes dematérau pulvérisé sont requis pour l'essai. Dans la seconde méthode, on extraitdes carottes que l'on scie en rondelles représentant des profondeursdéterminées, qui sont ensuite pulvérisées. Cette méthode est plus chère que lapremière et endommage davantage la dalle; toutefois, elle produit des profilsplus précis de la concentration de chlorure en profondeur et réduit laprobabilité de contamination des échantillons. Les auteurs recommandentd'utiliser la seconde méthode chaque fois que c'est possible. Les rondellesdoivent donner au moins 30 g de matériau pulvérisé pour effectuer l'essai.

Comme précédemment, l'ingénieur détermine les zones à sonder et le nombred'essais à effectuer. Il doit faire preuve de jugement et tenir compte descontraintes budgétaires. On doit prélever des échantillons de zones qui ont étéjugées détériorées et saines à l'essai à la chaîne traînante et ce, à tous les étagesdu garage de stationnement ainsi que dans les rampes, les places destationnement, les allées et les voies d'accès.

Il est préférable de déterminer au préalable, aux fins de l'établissement dubudget, le nombre d'essais à effectuer. Trois ou quatre essais par étagesemblent un nombre raisonnable. La superficie du garage sera le facteur


145

déterminant. On choisira un échantillon de référence par étage. Cet échantillonproviendra d'une zone peu ou non contaminée, par exemple, inaccessible auxvéhicules, et permettra d'obtenir une concentration de chlorure de référenceaux fins de comparaison avec les données recueillies aux autres endroits. Ondevrait aussi déterminer la profondeur minimale à laquelle l'acier d'armature sesitue à l'endroit où les échantillons sont prélevés. On prélèvera des échantillonsà trois profondeurs différentes pour établir le profil de la concentration enchlorure. Les profondeurs idéales sont :

1. au niveau du treillis supérieur de l'armature supérieure;2. dans le sixième supérieur environ du tiers central;3. juste au-dessus du treillis inférieur de l'armature

supérieure.

On doit éviter de percer la dalle jusqu'à la sous-face en prélevant les carottescar les réparations seront plus laborieuses. La méthode de détermination de lateneur en ions chlorure hydrosolubles est décrite dans la norme CSA A23.2-M-90 (4B) mais il existe d'autres méthodes, notamment celle qui est recommandéedans la norme ASTM C114 et par la FHWA (Federal HighwayAdministration). Ces deux dernières servent à déterminer la teneur en chloruresoluble dans l'acide, laquelle correspond à la teneur globale en ions chlorure. Lanorme ACI 201-2 recommande d'utiliser en premier la méthode dedétermination de la teneur en chlorure soluble dans l'acide, qui est considérée laplus fiable. Lorsque cette teneur est inférieure au seuil établi, le béton est jugéconforme. Si elle dépasse ce seuil, on recommande de vérifier la teneur en ionschlorure hydrosolubles. Selon la teneur en chlorure des granulats, la teneur enions chlorure hydrosolubles se situe souvent entre 75 et 80 p. 100 de la teneuren chlorure soluble dans l'acide du béton durci; toutefois, la teneur en ionschlorure hydrosolubles ne représente pas une proportion constante de la teneuren chlorure soluble dans l'acide. On recherche encore des techniques de mesureplus fiables.

Les seuils limites ne sont que des repères, et les résultats obtenus devraient êtreconfirmés par d'autres essais. Même si les concentrations de chlorure sontélevées, il se peut qu'il n'y ait pas de corrosion; en effet, il ne peut y avoir decorrosion en l'absence d'humidité et oxygène.

L'essai de détermination de la teneur en ions chlorure permet de recueillird'autres renseignements utiles comme :

1. Le rendement des membranes et des hydrofuges. On peut prélever deséchantillons avant l'application du système d'imperméabilisation, et


146

plusieurs années après, et comparer les résultats. En outre, unéchantillonnage annuel permettra de suivre le rendement du système deprotection.

2. L'analyse de carottes peut confirmer la présence de problèmes dedélamination, l'épaisseur et la cohésion de la membraned'imperméabilisation, l'épaisseur d'enrobage de l'armature, la massevolumique du béton ainsi que la granulométrie, la forme et larépartition des granulats.

6.6.2 Essai de résistance à la compression

Pour vérifier la résistance à la compression in-situ du béton par rapport à larésistance de calcul spécifiée, on prélèvera sur chaque étage du garage deséprouvettes cylindriques dont le nombre dépendra de la superficie des dalles.Une éprouvette par étage est habituellement une quantité suffisante à moinsque la résistance du béton soit sérieusement mise en doute. Les essais derésistance à la compression permettent de recueillir des données utiles sur :

1. la masse volumique du béton, qui est relative à sa perméabilité;

2. la nécessité de prélever des échantillons supplémentaires dans les zonesqui présentent une détérioration beaucoup plus marquée que les dallesqui proviennent de coulées différentes ou qui sont situées aux autresétages;

3. les techniques d'enlèvement du béton détérioré et leur coût respectif,techniques qui doivent être choisies avec soin étant donné le prixunitaire élevé du béton à haute résistance.

6.6.3 Vide interstitiel

On devrait effectuer des essais de détermination du vide interstitiel dans lesgarages à ciel ouvert exposés aux cycles de gel/dégel. L'écaillage de grandessurfaces révèle parfois une teneur insuffisante en air entraîné ou la présence depores trop petits ou mal répartis. La méthode d'essai, qui est fondée sur lanorme ASTM 457, est décrite en 7C de la norme CSA A23.2. Le pourcentaged'air entraîné ne constitue pas en soi une garantie de la conformité du réseau devides. Pour être considéré satisfaisant, le réseau doit comporter des vides dontles dimensions et l'espacement sont adéquats dans la fraction pâte du béton.


147

Selon l'article 14.3.4 de la norme CAN/CSA-A23.1-M90, le réseau de vides estconsidéré satisfaisant lorsqu'il réunit les caractéristiques suivantes :

1. la moyenne de tous les résultats d'essai établit le facteur d'espacement àun maximum de 230 µm, aucun résultat ne dépassant 260 µm;

2. le vide interstitiel total doit se situer entre 5 et 7 p. 100 pour que lebéton résiste aux cycles de gel/dégel.

6.6.4 Examen pétrographique

L'examen pétrographique, décrit dans la norme ASTM C856, consiste àexaminer au microscope des carottes de béton dans le but de recueillir desrenseignements sur les caractéristiques suivantes :

1. la masse volumique de la pâte de ciment;

2. la pénétration de la carbonatation;

3. la teneur en air;

4. la présence de contaminants;

5. le ressuage;

6. la profondeur des dommages dus au gel/dégel.

L'Institut de recherche en construction a récemment mis au point une nouvelleméthode d'essai pétrographique du béton. Elle consiste à dénombrer, au moyend'un microscope stéréoscopique, les défauts dans des éprouvettes de bétonpoli. On multiplie le nombre de défauts de chaque type par un facteur depondération. Par exemple, des granulats décolorés ont peu d'effet sur lastabilité du béton mais une fissure ouverte en a beaucoup. On établit par la suiteun indice de classification des dommages que l'on représente sous la forme d'ungraphique à bandes, ce qui facilite la comparaison des dommages décelés dansles éprouvettes.


148

6.6.5 Détermination de l'adhérence en traction

Cet essai permet d'évaluer l'adhérence des chapes ou des zones de ragréage. Lacapacité d'adhérence de ces éléments doit dépasser la résistance à la traction dusupport de béton. La méthode d'essai est décrite en 6B de la normeCAN/CSA A23.2. En temps normal, l'essai de détection à la chaîne traînantepermet de repérer les pertes de liaisonnement des chapes ou des zonesragréées. Il peut servir aussi à vérifier les résultats de l'essai de déterminationd'adhérence. Certaines chapes augmentent la résistance structurale des dallessur lesquelles elles sont posées et leur décollement peut causer des dommagesimportants. Quatre combinaisons possibles de défaillances peuvent êtreobservées :

1. le plan de défaillance se forme dans l'âme du béton, ce qui signifie quel'interface d'adhérence est adéquate;

2. la rupture se produit à l'intérieur de la chape ou du matériau deragréage, ce qui signifie que l'adhérence est satisfaisante;

3. le matériau de liaisonnement cède; sa conformité dépend de la valeur derésistance spécifiée.

4. la perte de liaisonnement se produit entre l'appareil d'essai à la surfacedu béton.

6.6.6 Essai de perméabilité du béton

L'essai de perméabilité du béton est mené sur des carottes de 100 mm dediamètre. L'essai dure 90 jours. On verse une solution de 3 p. 100 de sodiumsur la surface du béton, on prélève des échantillons à différents momentspendant la durée de l'essai et on en mesure la teneur en chlorure. La PortlandCement Association a mis au point une méthode d'essai rapide qui consiste àfaire passer une charge électrique à travers des carottes de béton de 100 mm dediamètre et de 50 mm de longueur. Chaque échantillon est déposé sur le côtédans un plateau contenant une solution de chlorure de sodium qui force les ionschlorure à migrer à l'intérieur du béton. Plus la charge électrique qui traversel'échantillon est faible, plus le béton est imperméable aux ions chlorure. L'essaidure environ six heures. Le tableau 6.1 présente les lectures types pour diverstypes de béton, selon le rapport de la SCHL intitulé, ? Détérioration des


149

garages de stationnement : étendue, causes et réparations ? .

L'Institut de recherche en construction a mis au point une méthode encore plusrapide et moins coûteuse pour mesurer la perméabilité au chlorure. Elleconsiste à enregistrer la température, l'impédance c.a., le courant c.c., laquantité de charge traversante et le profil des ions chlorure dans deséprouvettes mises sous tension. Les résultats montrent que la mesure ducourant c.c. ou de l'impédance c.a., effectuée au début de l'essai de pénétrationdu chlorure, correspond aux résultats d'un essai normalisé. Lorsqu'on mesurependant quelques minutes seulement la résistivité ou le courant c.c. on obtientdes lectures semblables à celles de l'essai de pénétration du chlorure.

Nous tenons à préciser que ces essais servent à mesurer descaractéristiques qui donnent des indications sur la seule perméabilité et quipeuvent ne pas refléter la perméabilité du béton en place.

6.7 TECHNIQUES SPÉCIALES DE MESURE

Les essais abordés dans la présente partie sont en général plus coûteux que lesessais décrits ci-dessus; toutefois, l'ingénieur peut exiger des essais spéciauxdans certaines circonstances ou pour obtenir des renseignements précis. Lesessais doivent être confiés à des entrepreneurs compétents.

6.7.1 Essai aux ultrasons

Un instrument mesure la vitesse à laquelle une impulsion ultrasonique traversele béton. Le matériel d'essai est décrit dans la norme ASTM C597. L'essaipermet :

1. d'évaluer l'uniformité du béton;

2. de déterminer une qualité acceptable pour le béton : une vitesse élevéerévèle une bonne qualité de béton;


150

Interprétation des résultats

Perméabilité au chlorure Charge traversante(coulombs)

Type de béton

Élevée 4000 Rapport eau/ciment élevé (0,6)

Moyenne 2000 à 4000 Rapport eau/ciment moyen (0,4 à 0,5)

Faible 1000 à 2000 Rapport eau/ciment faible - bétondense Iowa

Très faible 100 à 1000 Béton modifié au latex Bétonhydrofugé

Négligeable 100 Béton imprégné de polymère Béton de résine

Tableau 6.1

3. de vérifier la résistance du béton à la lumière des résultats des essais menés surdes éprouvettes cylindriques;

4. de déceler et mesurer les fissures;

5. de vérifier les éléments en béton armé.

6.7.2 Examen radiographique

L'examen radiographique est très coûteux et peu employé pour les garages destationnement. Il donne toutefois de bons résultats dans les applicationssuivantes.

1. Il permet de localiser l'acier d'armature dans les éléments de forteépaisseur pour lesquels les pachomètres sont inefficaces. Ainsi, dans lesgarages de stationnement des tours où les contraintes d'espaceinterdisent le prolongement des colonnes qui supportent la tourjusqu'aux fondations, de grosses poutres transfèrent aux colonnes lescharges imposées par la tour. L'examen radiographique peut fournirdes renseignements utiles sur l'armature très élaborée de ces poutres.


151

2. Il permet de localiser les câbles de précontrainte par post-tension,l'armature d'extrémité, les ancrages ainsi que l'armature d'âme despoutres en T préfabriquées.

6.7.3 Examen au radar

Ce type d'essai est coûteux mais il peut être rentable dans le cas de grandessurfaces. Les échos radar des ondes électromagnétiques pulsées sont captés parune antenne. La pénétration et la résolution du signal dépendent de lafréquence de l'impulsion électromagnétique. Un signal haute fréquence donneune haute résolution mais sa pénétration est faible. Les signaux basse fréquenceont une grande pénétration mais leur résolution est médiocre. Ce type d'examenest utilisé pour :

1. localiser l'acier d'armature noyé;

2. repérer la détérioration due aux fissures;

3. obtenir la représentation graphique d'une inspection;

4. déceler la détérioration chimique et les variations du pouvoir inducteurspécifique du béton. L'essai doit alors être combiné à d'autres méthodesd'essai, comme l'essai de résistivité électrique.

6.8 CHARPENTES EN ACIER

On doit examiner les dalles de béton à charpente d'acier pour y rechercher lesfissures, les fuites, les taches de rouille, la lixiviation et l'écaillage. Il faut enoutre inspecter visuellement les éléments de charpente pour déceler :

1. les fissures;

2. le fléchissement excessif;

3. la déformation ou le bombement des éléments en acier et des brides etde l'âme des poutres;

4. la détérioration de la protection contre la corrosion (peinture ougalvanisation);


152

5. la fissuration des soudures;

6. les désordres des rivets ou des boulons.

6.9 OUVRAGES EN BÉTON PRÉFABRIQUÉ

Le Prestressed Concrete Institute recommande qu'une évaluation soit effectuéetous les trois ans par un ingénieur expérimenté en restauration. L'ingénieur peutdéceler des problèmes qui pourraient échapper à la vigilance de personnesmoins aguerries.

La détérioration des ouvrages en béton préfabriqué tend à se concentrer auxpoints d'assemblage et d'appui plutôt que dans les armatures des dalles. Il fauten outre inspecter les zones et les éléments suivants.

1. Les plaques d'appui en élastomère, les matériaux d'étanchéité et lescoulis à l'emplacement des joints. La détérioration de ces éléments semanifestera par des fuites, des taches et parfois par la fissuration etl'effritement du béton.

2. Les points d'assemblage et d'appui. Rechercher les désordres visibles,comme la fissuration et l'effritement du béton et la détérioration desplaques d'appui.

3. Les parapets, les raccords des garde-corps et le béton adjacent.Rechercher les dommages dus aux chocs causés par les automobiles oules véhicules d'entretien.


153

6.10 Résumé des renseignements figurant dans les plans et devis des garages destationnement

Renseignements généraux

1. Nom et adresse du bâtiment : __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Date de la dernière révision des plans :______________________________________________________3. Places de stationnement : Toit __________ Sous-sol __________4. Système structural : (plancher dalle pleine, dalle sans nervure avec dénivellations/colonnes à chapiteau, dalle

unidirectionnelle, béton précontraint (par pré-tension, par post-tension), acier de construction_____________________________________________________________________________________

5. Au-dessus ou au-dessous du niveau du sol : __________Fermé ou à ciel ouvert : __________

6. Chauffé ou non chauffé : __________7. Ouvrage distinct ou faisant partie d'un bâtiment : __________8. Nombre d'étages, toit exclus : __________9. Aménagement paysager : __________

Données de conception

1. Détails à obtenir : emplacement des joints de dilatationplan des travées typesdétails des renvois de planchervues en coupe types de la charpentedétails de la membrane ou de la chape aux joints de dilatation et aux renvois de plancher

2. Béton :

Classe d'exposition (encercler la lettre correspondante) : A B C D (se reporter au tableau 7 de la norme CSA CAN3-A23.1-M77), ou C1 C2 C3 C4 (se reporter au tableau 8 de la norme CSA CAN3-A23.1-M90).

Air occlus : __________%.Teneur en ciment minimale : __________ kg/m3

Résistance à 28 jours : __________ MPa

3. Épaisseur d'enrobage spécifiée : _________ mm4. Système d'imperméabilisation/hydrofuge spécifié au moment de la

construction__________________________________Type: _____________________________________________________________________

5. Barres à enduit d'époxyde? _________________________________6. Pente vers les renvois : ______________%.7. Espacement des renvois : __________ mètres Superficie moyenne desservie par renvoi _________m2.


154

Liste de vérification pour l'inspection des garages par un spécialiste

Renseignements généraux

1. Nom et adresse du bâtiment :________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Nom et numéro de téléphone du gestionnaire du bâtiment :

________________________________________________________________________

3. Type de construction :________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Réparations antérieures :__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Inspecté par : _____________________ Date : __________

Évaluation des dalles

1. Type de dalle : dalle sur sol dalle sur tablier d'acier(encercler) plancher dalle pleine rampes

dalle sans nervure dalle toituredalle unidirectionnelle sur poutres dalle nervuréedalle bidirectionnelle sur poutres poutres en T préfabriquées

2. Niveau : _______

3. Surfacea) Protection :

________ membrane________ hydrofuge________ chape________ aucune

b) Membrane :Type : _____________________

État : ______ usée aux endroits à forte circulation______ décollée du béton______ déchirée ou fissurée


155

c) Hydrofuge :Seconde application? _______________

Lorsque de l'eau est versée sur le béton, forme-t-elle des gouttelettes? _____S'infiltre-t-elle? ______

d) Ragréages et nids-de-poules________ aucun________ quelques-uns________ nombreux________ très nombreux

e) Fissures superficielles :i) Quantité ii) Largeur

_____ aucune _____ à peine visibles_____ quelques-unes (1 m long. par 20 m2) _____ visibles_____ nombreuses (1 à 5 m long. par 20 m2) _____ 0,5 mm ou moins_____ très nombreuses (> 5 m long. par 20 m2) _____ > 0,5 mm

f) Délamination du béton :_____ % de la superficie (estimation fondée sur la détection à la chaîne traînante dans des endroits choisisau hasard)

g) Entretien :Les planchers sont-ils bien balayés? _____Y-a-t-il des signes de dépôts de sel? _____

h) État général de la surface :_____ très bon_____ bon_____ passable_____ mauvais_____ très mauvais

4. Sous-face

a) Fissures associées à la lixiviation et taches de rouille :_____ aucune_____ quelques-unes (1 m long. par 20 m2)_____ nombreuses (1 - 5 m long. par 20 m2)_____ très nombreuses (plus de 5 m long. par 20m2)

b) Effritement :_____ nul_____ faible (1 % de la superficie totale)_____ moyen (1 à 2 % de la superficie totale)_____ important (plus de 2 % de la superficie totale)


156

c) Armature exposéesi) Quantité ii) État

_____ aucune _____ saines_____ quelques-unes _____ légèrement rouillées_____ nombreuses _____ modérément rouillées_____ très nombreuses _____ très rouillées

d) Taches d'humidité :_____ aucune_____ quelques-unes_____ nombreuses_____ très nombreusesCes taches correspondent-elles à des flaques d'eau en surface? __________________________________________________________________

e) État général de la sous-face :_____ très bon_____ bon_____ passable_____ mauvais_____ très mauvais

Autres éléments(aucun/rares/nombreux/très nombreux)

1. Joints de dilatation de toit et de plancher

Fuites __________Fissuration/désolidarisation du béton __________Taches de rouille __________Effritement du béton adjacent __________Barres d'armature adjacentes exposées __________Mouvement autorisé? oui _____ non _____

2. Joints de dilatation des colonnes et des murs

Fuites __________Fissuration/désolidarisation du béton __________Taches de rouille __________Effritement du béton adjacent __________Barres d'armature adjacentes exposées __________Mouvement autorisé? oui _____ non _____

3. Colonnes/poutres

Fissuration __________Effritement __________Barres exposées __________


157

4. Murs

Type: Blocs de béton __________Béton coulé __________Taches d'eau __________Effritement __________Barres exposées __________

5. Renvois de plancherdégagés __________ obstrués __________Flaques d'eau dans les zones sans renvoi ____________________Fuites autour des renvois? ____________________Fuites des collecteurs? ____________________Détérioration du béton adjacent? ____________________Tuyaux d'évacuation toujours efficaces? ____________________

6. Électricité :Les conduits électriques sont-ils très rouillés? __________Les boîtes de jonction sont-elles très rouillées? __________

Résumé de l'évaluation(très mauvais/mauvais/passable/bon/très bon)

Aspect de la Aspect de la Cotesurface sous-face générale

Toiture dalle ________ ________ ________Dalles intérieures ________ ________ ________Rampes ________ ________ ________Joints de dilatation________ ________ ________Murs, colonnes ________ ________ ________Renvois ________ ________ ________Autres _______________________________________________________________________________________

Cote générale du garage : ______________Commentaires sur les défauts structuraux graves : ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


158

RÉFÉRENCES

1. CAN/CSA - S413 - 94, Parking Structures, 5e édition, 5 novembre, 1993.

2. Travaux publics Canada, Garages de stationnement : Relevé de la condition ,Document D32, mars 1988.

3. Mailvaganam, Noel P., Repair and Protection of Concrete Structures,IRC/NRC,1992.

4. Suter Keller Inc., Parking Structures: Extent, Causes and Repair Considerations,CMHC, mars 1986.

5. Rilem Technical Recommendation 124 SRC, Guide to Repair Strategies forConcrete Structures Damaged by Reinforcement Corrosion, Fourth Draft,août 1992.

6. CAN/CSA-A23.1, A23.2-M90, Béton-Constituants et exécution des travaux, etessais concernant le béton, 1990.

7. CAN/CSA-S413-87, Parking Structures, 1987.

8. Chrest, A., Parking Structures: Planning, Design, Construction, Maintenanceand Repair, 1989.

9. American Concrete Institute, Concrete International, Rehabilitation, Repair,septembre 1990, Volume 12, no. 9, pages 55 à 60.


159

Chapitre 7

ÉVALUATION DES OUVRAGES DE STATIONNEMENT

EN BÉTON PRÉCONTRAINT PAR POST-TENSION

TABLE DES MATIÈRES

Page

7.1 GÉNÉRALITÉS 1617.1.1 Problèmes courants 163

7.2 REVUE INITIALE 165

7.3 EXAMEN DES DOCUMENTS 165

7.4 DESSINS D'ARCHIVES D'ÉTUDE SUR PLACE 166

7.5 RESSOURCES 166

7.6 EXAMENS VISUELS ET DOCUMENTS CONNEXES 167

7.7 ÉTUDE DE DÉLAMINATION (DESSUS ET DESSOUS DES DALLES) 168

7.8 ÉTUDE PACHOMÉTRIQUE 168

7.9 TENEUR EN IONS CHLORURE 168

7.10 VIDE INTERSTITIEL 169

7.11 ESSAIS DE DEMI-CELLULE 169


160

7.12 ÉVALUATION DE L'ACIER DE PRÉCONTRAINTEPAR POST-TENSION 1707.12.1 Généralités 1707.12.2 Lignes directrices relatives aux forages d'exploration 1707.12.3 Extraction et vérification des torons 1717.12.4 Collecte de données dans les forages d'exploration 1727.12.5 Méthodes d'échantillonnage 174

7.13 MÉTHODES D'ESSAI NON DESTRUCTIVES OU EXTERNES 1767.13.1 Essais par induction électromagnétique 1767.13.2 Techniques de mesure par impulsions réflectométriques (TMIR) 1767.13.3 Essai CPE (vérification des câbles de précontrainte par post-tension) 177

7.14 INTERPRÉTATION DES DONNÉES 177

RÉFÉRENCES 178


161

ÉVALUATION DES OUVRAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON PRÉCONTRAINTPAR POST-TENSION

7.1 GÉNÉRALITÉS

C'est pendant le boom de la construction des années 1960 et 1970 que s'estrépandue l'utilisation, dans les ouvrages de stationnement, du béton préfabriquéprécontraint par pré-tension et du béton coulé en place et précontraint parpost-tension. Les ingénieurs croyaient qu'en utilisant un béton moinssusceptible de se fissurer, il éliminerait les problèmes d'infiltration d'eau et desel. Le béton précontraint leur permettait également d'obtenir de longuesportées à un coût relativement faible. On comptait beaucoup sur laprécontrainte pour rendre le béton étanche à l'eau, minimisant la perméabilitéintrinsèque de ce matériau. Or, pendant le boom de la construction, on a aussivu s'accroître la quantité de sels de déglaçage épandus sur les routes. AuxÉtats-Unis, alors qu'en 1950, on déversait sur les routes moins d'un million detonnes de sel, on en utilisait quelque 9 millions de tonnes en 1970.

Au début des années 1970, il est devenu évident que les ouvrages destationnement et les ponts se détérioraient rapidement à cause de l'eau chargéede sel qui s'infiltrait jusqu'à l'acier de précontrainte et d'armature. Il faut parailleurs souligner que dans les ouvrages en béton précontraint par post-tensionà câbles non liaisonnés, la corrosion peut se produire en l'absence de chlorures,car l'acier n'est pas en contact direct avec le béton et n'est pas protégé par unecouche de passivation.


162

Bon nombre des premiers ouvrages de stationnement en béton précontraint parpost-tension ont été construits au moyen de torons enduits de graisse etenveloppés dans du papier graissé. Par la suite, on a utilisé des câbles graissésrevêtus d'une gaine en plastique. La gaine devait être assez ample pour qu'onpuisse y insérer le câble sans difficulté. Les soudures par recouvrement étaientparfois mal réalisées et s'ouvraient. Les câbles dont l'enduit de graisse oul'enveloppe de papier présentait des discontinuités, dont la gaine étaitendommagée ou dont les ancrages n'étaient pas protégés ont été attaqués par lacorrosion et se sont rompus. L'accumulation d'eau dans une gaine trop ample etl'infiltration d'eau par une rupture de la gaine entraîne la corrosion de l'acier deprécontrainte.

En général, dans les ouvrages de stationnement à câbles non liaisonnés, onutilisait des dalles unidirectionnelles précontraintes par post-tension reposantsur des poutres précontraintes ou à armature classique. On dotait rarement lesdalles précontraintes par post-tension d'une armature classique adhérente, carles codes de l'époque ne l'exigeaient pas. L'absence d'acier d'armature classiquedans ces dalles a eu des conséquences tant bénéfiques que néfastes. Toutd'abord, ces dalles ne sont ordinairement pas touchées par les problèmes causéspar la corrosion de l'armature classique, notamment l'écaillage et ladélamination de la surface et de la sous-face. Cependant, en l'absenced'armature de sécurité, la détérioration marquée d'un grand nombre de câblesdans une zone donnée peut réduire sensiblement la capacité portante del'ensemble de la charpente. Par ailleurs, il suffit d'une défaillance en un seulpoint d'un câble non liaisonné ou de ses ancrages pour rendre ce câblecomplètement inefficace. En revanche, lorsqu'un câble liaisonné se rompt en unseul point, une force de précontrainte continue de s'exercer entre le point derupture et les extrémités, ce qui protège l'intégrité structurale. Les tronçons ducâble continuent en outre de jouer le rôle d'une armature classique.

Dans les ouvrages constitués de dalles précontraintes par post-tension reposantsur des poutres de grande portée, ces poutres sont ordinairementprécontraintes par post-tension au moyen de câbles liaisonnés. Même lorsqu'onutilise des câbles non liaisonnés, il est assez rare que l'acier de précontrainte secorrode, car il est situé à bonne distance de la surface de la dalle. Cependant, sil'eau pénètre dans le conduit pendant la construction, elle peut s'accumuler aufond de celui-ci et entraîner la corrosion du câble.


163

7.1.1 Problèmes courants

Infiltrations d'eauLa pénétration d'eau et de chlorures est la principale cause de détérioration desouvrages en béton précontraint par post-tension. Une étude des ouvragesexistants a révélé que l'humidité peut parvenir jusqu'aux câbles non liaisonnésde diverses façons :

? L'eau peut traverser le béton et s'infiltrer par des coupures ou desperforations parfois invisibles de la gaine des câbles.

? L'eau souterraine peut s'infiltrer par les zones d'ancrages.? L'eau peut s'infiltrer par les zones d'ancrage pendant la construction.? Après la construction, l'eau peut s'infiltrer par les zones d'ancrage, là où

les câbles ne sont pas recouverts d'une gaine.? L'eau peut s'infiltrer par les ancrages d'extrémité qui ne sont pas

convenablement noyés dans le coulis.? L'eau peut s'infiltrer à la suite d'une rupture de la gaine à une certaine

distance des ancrages; on a signalé des cas de rupture et d'infiltrationd'eau même dans des ouvrages peu exposés à l'humidité.

? L'eau peut pénétrer dans la gaine aux endroits où la corrosion desbarres d'armature a provoqué la délamination du béton.

? L'eau ne reste pas toujours aux points bas des câbles; elle peut sedéplacer par capillarité.

? L'eau peut s'infiltrer par les joints de dilatation et de construction.? L'eau peut s'infiltrer aux endroits où l'épaisseur d'enrobage de la gaine

est nulle. Les gaines s'usent sous l'effet du passage des véhicules.

Projections de toronsLes torons dont l'épaisseur d'enrobage est trop faible peuvent, en cas derupture, jaillir hors du béton. Ce phénomène est cependant relativement rare.Les tronçons saillants peuvent avoir de quelques millimètres à plusieurs mètresde longueur. Les torons peuvent également sortir du béton par les ancragesd'extrémité.

CorrosionDans les ouvrages en béton précontraint par post-tension qui se détériorent, larupture des torons est généralement attribuable à un phénomène appelé? fissuration par corrosion sous contrainte ? . La corrosion sous contrainten'entraîne pas de perte marquée de l'aire transversale du toron, mais causeplutôt la formation d'un petit creux à l'intérieur de celui-ci. Une fissure sedéveloppe à partir de ce creux et provoque la rupture fragile de l'acier. On necomprend pas très bien l'origine de ce phénomène, mais on sait qu'il est lié à des


164

facteurs :

? électrochimiques;? mécaniques;? métallurgiques.

La fragilisation par l'hydrogène semble favoriser la propagation des fissures.Sous-produit de la corrosion, l'hydrogène migre vers les joints de grain, où illimite les déformations, ce qui réduit la ductilité de l'acier. Le risque defragilisation est proportionnel à la résistance de l'acier et varie en fonction desprocédés de fabrication.

Il faut souligner que même en l'absence de chlorures, une infiltration d'eau pureou une humidité relative élevée suffisent pour entraîner la corrosion des câblesqui, n'étant pas en contact avec le béton, ne sont pas protégés par son alcalinité.Les chlorures ne font qu'accélérer ce processus.

On n'observe généralement pas de signes apparents de la corrosion des câbles àla surface externe des dalles. L'absence de câbles saillants ne permet pas deconclure que les câbles ne se corrodent pas. De plus, une inspection visuellesommaire des torons extraits ne suffit pas toujours pour déceler les effets de lacorrosion sous contrainte. Pour révéler la corrosion par piqûre des câbles, ilfaut employer des instruments électroniques ou examiner soigneusement et unà un des fils qu'on aura nettoyés à fond.

Les systèmes d'ancrage sont particulièrement susceptibles à la corrosion, car ilssont composés d'aciers de différentes qualités et présentent donc desdifférences de potentiel électrique. Lorsque la teneur en humidité estsuffisamment élevée, il peut s'établir un courant de corrosion. Dans un systèmed'ancrage type, jusqu'à quatre sortes d'acier peuvent venir en contact : le câblede précontrainte, la plaque d'appui, l'armature classique et les cales. Lesancrages, qui comprennent les extrémités en tension, les ancragesintermédiaires et les extrémités hors tension, constituent les principaux foyersde corrosion du système de précontrainte par post-tension. La corrosionattaque les ancrages intermédiaires, à proximité des fissures du béton, des jointsde construction, des délaminations, des points hauts, là où l'épaisseurd'enrobage est minimale, et des points bas, là où l'eau peut s'accumuler.

L'évaluation détaillée d'un ouvrage de stationnement comprend les étapesci-dessous.


165

7.2 REVUE INITIALE

Lorsqu'un propriétaire ou un gestionnaire de l'immobilier soupçonne l'existenced'un problème ou désire simplement faire évaluer l'état d'un ouvrage, ilcommunique avec un ingénieur, qui procède d'abord à une revue initiale del'installation. Cette revue porte sur les points suivants :

1. Type de système structural2. Dessins de construction, rapports des inspections et des essais effectués

en cours de construction, rapports des évaluations antérieures,documents relatifs aux réparations antérieures.

3. Il faut observer l'état général de l'ouvrage et signaler tout élément dontla détérioration apparente peut compromettre l'intégrité structurale del'installation. On doit par exemple avertir le propriétaire lorsque ladélamination d'une sous-face risque d'entraîner la chute de morceaux debéton.

4. Au terme de la revue, il faut établir un court rapport et recommanderau besoin une évaluation plus détaillée de l'ouvrage.

7.3 EXAMEN DES DOCUMENTS

La première étape de la préparation d'une étude sur place détaillée consiste àobtenir et à examiner les plans et les devis de construction de l'ouvrage. Dans lecas des ouvrages en béton précontraint par post-tension, il faut tenterd'identifier le sous-traitant qui a fourni les éléments de précontrainte et luidemander des dessins d'atelier. On doit également se procurer la formule demélange du béton, les rapports d'essais et d'inspection, les registres d'entretienet de réparation ainsi que tout autre document relatif aux travaux de réparationou de restauration effectués antérieurement.

Ces documents sont nécessaires pour :

? connaître les détails du système structural;? connaître la taille et l'espacement des câbles de précontrainte;? savoir si l'on a utilisé des câbles liaisonnés ou non liaisonnés;? savoir quel type de gaine on a utilisé;? savoir quel type de joint de construction on a utilisé et connaître les

détails des éléments intermédiaires de précontrainte;


166

? savoir quels types d'ancrage d'extrémité on a utilisés et où on les aplacés;

? déterminer si l'ouvrage comporte des câbles en acier liaisonnés autresque les câbles de précontrainte;

? connaître les dimensions et l'épaisseur des dalles et l'épaisseur despoutres;

? connaître la composition du béton et savoir quels ajouts cimentaires ontété utilisés;

? connaître les charges de calcul.

Si l'on dispose de détails de conception structurale, il faut effectuer une analysed'éléments types de la charpente pour avoir une idée de la résistance structuralede l'ouvrage. Cette résistance doit être déterminée selon des critères dedurabilité et de solidité. Comme les codes d'autrefois comportaient des facteursde sécurité plus élevés, il se peut qu'un ouvrage existant soit conforme auxcodes actuels en dépit des détériorations observées.

En l'absence de dessins de conception et d'exécution, il faut vérifiervisuellement l'état de la structure en effectuant des forages d'exploration à desemplacements types et aux endroits les plus susceptibles de présenter desdétériorations.

Diverses méthodes d'essai non destructives ? comme la radiographie, le radaret la thermographie infrarouge ? ont été mises à l'épreuve mais ne produisentpas de résultats concluants.

7.4 DESSINS D'ARCHIVES D'ÉTUDE SUR PLACE

Pour de plus amples renseignements, le lecteur est prié de se reporter auchapitre 6.

7.5 RESSOURCES

Pour éviter tout retard dans les travaux sur place, il faut s'assurer de disposerdes ressources matérielles et humaines suivantes :

? chaîne et marteau;? pachomètre;? demi-cellule cuivre-sulfate de cuivre;


167

? travailleurs expérimentés fournis par un entrepreneur pour pratiquer etrefermer les forages d'exploration donnant accès aux câbles;

? matériel d'échantillonnage du béton;? appareil-photo;? échafaudages permettant d'atteindre les sous-faces élevées, le cas

échéant.

7.6 EXAMENS VISUELS ET DOCUMENTS CONNEXES

À cette étape de l'évaluation, on doit prendre note des détériorations, desfissures et de tout autre signe visuel de corrosion ou de désordre dans leséléments suivants de l'ouvrage :

? Dessus et dessous des dalles, colonnes et murs

? Représenter schématiquement les fissures, l'emplacement des joints deconstruction, l'état de la membrane d'imperméabilisation, les câblessaillants, les signes de rouille aux ancrages d'extrémité ou aux ancragesintermédiaires situés près d'un joint de construction, les fissures quilaissent pénétrer l'eau et celles qui sont sèches, la largeur des fissures,l'emplacement des renvois de plancher, les zones d'accumulation d'eau,les zones d'écaillage ou de délamination du béton, les fléchissementsexcessifs, les signes de réparations antérieures, l'état des élémentsréparés antérieurement, la variation du degré de détérioration entre lesétages.

? Établir le schéma du dessus et du dessous des dalles sur des feuillesdifférentes. Prendre des photos au besoin.


168

7.7 ÉTUDE DE DÉLAMINATION (DESSUS ET DESSOUS DES DALLES)

Lorsque l'acier commence à se corroder et avant qu'on remarque l'écaillage dela surface de la dalle, il peut se former des fissures ou des délaminationshorizontales au niveau de l'acier d'armature ou au-dessus de celui-ci. Ladélamination indique une intense activité de corrosion. Dans les ouvrages enbéton précontraint par post-tension, des délaminations peuvent apparaîtreautour des câbles de précontrainte, des armatures adhérentes, des ancrages etdes gaines métalliques de câbles liaisonnés. Pour les déceler, on sonde lasurface de la dalle au moyen d'une chaîne en acier ou un marteau. Unedélamination produira un son creux.

Les zones de délamination du dessus et du dessous des dalles doivent êtreindiquées sur les dessins.

7.8 ÉTUDE PACHOMÉTRIQUE

Pour une description générale de l'étude pachométrique, le lecteur est prié de sereporter au chapitre 6. Quelques précisions relatives à l'étude pachométriquedes ouvrages en béton précontraint par post-tension sont fournies ci-dessous.

Le nombre de lectures et les points de mesure dépendront du type d'acier encause et de la quantité d'acier de précontrainte et d'armature qui est noyée dansla dalle. Il faut indiquer sur la dalle l'emplacement approximatif des câbles deprécontrainte. Les lectures de pachomètre doivent être effectuées aux pointshauts des torons. Il faut également faire des lectures aux endroits où l'on saitqu'il y a des armatures. D'autres lectures doivent être effectuées à la sous-facedes dalles.

7.9 TENEUR EN IONS CHLORURE

Pour des renseignements généraux sur la teneur en ions chlorure, le lecteur estprié de se reporter au chapitre 6. Quelques précisions relatives aux ouvrages enbéton précontraint par post-tension sont fournies ci-dessous.

Dans les ouvrages en béton précontraint par post-tension, il faut prélever leséchantillons de chlorure pulvérulent au moyen d'une perceuse et non parcarottage. Il importe de ne pratiquer aucun carottage avant ou à moins d'avoirdéterminé avec certitude l'emplacement des câbles avoisinants par observationvisuelle ou par radiographie. Il ne doit pas être permis de couper des câbles de


169

précontrainte. Dans une dalle précontrainte par post-tension, on doit au moinsprélever des échantillons de poudre près du niveau de l'armature supérieure, àla mi-hauteur et près du niveau de l'armature inférieure. Dans les poutresprécontraintes par post-tension, les échantillons de poudre doivent être prélevésaux endroits où l'on observe des signes d'écoulement d'eau.

Le risque de corrosion augmente lorsque la teneur en chlorure soluble dansl'eau dépasse le seuil de 0,008 pour cent en masse du béton précontraint durci.

7.10 VIDE INTERSTITIEL

Le lecteur est prié de se reporter au chapitre 6.

7.11 ESSAIS DE DEMI-CELLULE

Pour des renseignements généraux sur les essais de demi-cellule, le lecteur estprié de se reporter au chapitre 6.

Il faut noter que dans le cas des ouvrages en béton précontraint parpost-tension, les essais de demi-cellule sont généralement d'une utilité limitée etne servent qu'à déceler la présence de corrosion dans les ancrages. Les donnéesrecueillies au moyen d'essais de demi-cellule ne sont pas toujours fiables quandil s'agit de déterminer si la corrosion se produit le long des câbles. En effet, sil'enduit de graisse ou l'enveloppe de papier du câble visé par l'essai sontdemeurés intacts, les différences de potentiel mesurées peuvent être attribuablesau contact d'éléments d'armature d'une autre zone. Dans les ouvrages à câblesde précontrainte liaisonnés, étant donné que la gaine métallique commence à secorroder avant le câble, des lectures de demi-cellule élevées peuvent êtreattribuables à la corrosion de la gaine. Il faut donc interpréter avec soin etdiscernement les lectures de demi-cellules faites dans un ouvrage en bétonprécontraint. Si le tablier ou les zones d'ancrage d'une dalle s'écaillent déjà ouprésentent d'importantes délaminations, les essais de demi-cellule nepermettront pas d'obtenir de renseignements supplémentaires sur l'état de ladalle. Il s'agit alors de déterminer l'ampleur des dommages ainsi que la formetype et l'emplacement des attaques subies par le système de précontrainte parpost-tension.


170

7.12 ÉVALUATION DE L'ACIER DE PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION


Les délaminations, les marques de rouille, les ruptures et les projections decâbles et les lectures de demi-cellule élevées indiquent toutes la présence d'unfoyer de corrosion active dans la dalle. Pour évaluer l'ampleur des dommages etdéterminer le type de détérioration en cause, il faut procéder à un examenvisuel détaillé des torons à divers endroits. À cette fin, on pratique des foragesd'exploration dans les dalles et parfois également dans les poutres. Il estimportant d'obtenir un échantillon aussi représentatif que possible, compte tenudes sommes allouées. On doit donc examiner non seulement les endroitssoupçonnés de présenter les plus graves détériorations, mais aussi ceux quisemblent ? modérément ? détériorés et ceux qui paraissent être en bon état.Les forages d'exploration doivent permettre de recueillir des données sur :

1. les ancrages d'extrémité en tension;2. les ancrages intermédiaires;3. les ancrages d'extrémité hors tension;4. le point haut des torons;5. le point bas des torons;6. les fissures, les joints de construction et les joints de dilatation par où

l'eau s'infiltre;7. les délaminations;8. le point bas du profil des poutres, si l'on soupçonne une infiltration

d'eau.

Il importe de souligner que le système de précontrainte est en tension; il fautdonc faire très attention lorsqu'on creuse dans le béton.

7.12.2 Lignes directrices relatives aux forages d'exploration

1. Il faut préparer un plan d'action détaillé et des spécifications précisantles précautions à prendre et la marche à suivre pour l'enlèvement dubéton et l'obturation subséquente des trous de forage. L'ouvrage doitêtre remis en service pendant qu'on effectue l'évaluation et qu'onélabore le programme de réparation.

2. Il est préférable de confier le travail d'exploration à un entrepreneurchevronné qui connaît bien les systèmes de précontrainte par


171

post-tension. Si l'entrepreneur choisi ne possède pas toute l'expériencevoulue, l'ingénieur doit lui expliquer en détail toutes les particularités dusystème de précontrainte.

3. Les ouvriers doivent se servir de marteaux à fragmenter le béton légerset pratiquer une ouverture latérale parallèle au câble. Il faut éviter decreuser au-dessus d'un câble. On doit en outre utiliser des panneaux decontreplaqué pour se protéger contre les projections de câbles.

4. Dans les zones d'ancrage, les forages doivent être très limités etexécutés en présence d'un ingénieur. Il faut évaluer avec soin l'état dubéton derrière les plaques d'appui et calculer les contraintes de pressiondans la zone avant de creuser le béton. Les mêmes précautions doiventêtre prises aux ancrages intermédiaires.

5. Il faut exposer, à divers endroits, un court segment de toron de 250 à300 mm de longueur, puis couper et enlever la gaine pour découvrir lesfils d'acier.

6. Après avoir noté soigneusement les données recueillies, on doit obturerles trous de forage. Les ouvertures pratiquées sur le dessus des dallesdoivent être obturées au moyen d'un mélange de béton approprié.Avant de mettre le béton en place, il faut enduire les torons de graisseet les recouvrir d'un épais ruban en polyéthylène.

Il n'est pas nécessaire d'utiliser du béton pour obturer les ouvertures pratiquéesdans la sous-face des dalles. Il suffit d'enduire les torons de graisse, de réparerles gaines, d'installer un couvercle en acier au moyen de boulons à coquilled'expansion et, au besoin, d'appliquer un isolant ignifuge en aérosol sur lecouvercle.

7.12.3 Extraction et vérification des torons

Un certain nombre de torons doivent être complètement extraits : c'est la seulefaçon d'en évaluer l'état d'un ancrage à l'autre. Pour extraire les torons, il fautles détendre, dégager les ancrages d'extrémité, pratiquer une ouverture à lami-longueur, les couper en deux à cet endroit et les tirer un par un par desmoyens mécaniques. Les torons extraits doivent être enveloppés dans unefeuille de polyéthylène et conservés dans un milieu relativement stérile jusqu'aumoment de leur inspection. Il faut étayer la zone touchée pendant qu'on insèreun nouveau toron et qu'on le tend. En déposant le toron extrait sur la dalle d'où


172

il provient, on peut établir un lien entre la détérioration du toron et l'état de ladalle.

Après avoir soigneusement examiné le toron extrait et consigné lesobservations, on peut soumettre les échantillons de toron à une étudemétallurgique. Cette étude peut comprendre :

? une inspection visuelle ? type, taille et emplacement des défauts;? une analyse des produits de corrosion;? une analyse de la composition du métal;? un examen des fissures dues à la corrosion sous contrainte;? un examen des surfaces de rupture.

7.12.4 Collecte de données dans les forages d'exploration

Les lignes directrices ci-dessous s'appliquent à la collecte de données dans lesforages d'exploration pratiqués en divers points de l'ouvrage à l'étude.

? Ancrages d'extrémité

L'eau s'infiltre souvent par les extrémités non protégées des torons ou descâbles de précontrainte ou par la zone de chevauchement entre la gaine ducâble et une gaine plus large qui enveloppe le système d'ancrage. Le joint derecouvrement n'est généralement pas scellé adéquatement. Il faut égalementenlever le ciment de protection aux extrémités extérieures des ancrages pourvérifier le degré de corrosion de l'acier. Dans les ouvrages souterrains, l'eaupeut s'infiltrer dans les ancrages depuis l'extérieur.

? Ancrages ou points de contrainte intermédiaires

Ces points sont extrêmement vulnérables, car ils comportent un joint deconstruction qui peut laisser l'eau s'infiltrer. Si, au moment de la constructionde l'ouvrage, ce joint n'a pas été scellé adéquatement ou que l'acier deprécontrainte n'a pas été enduit de graisse et recouvert d'une gaine appropriée,il est probable que l'on trouve de la corrosion à ces endroits. La corrosions'étend ordinairement jusqu'à une distance de 600 à 900 mm des joints deconstruction.


173

? Points bas et haut des torons

Après avoir exposé un segment de câble, il faut consigner des observations surle degré de corrosion de l'acier. On doit prendre note de toute corrosion parpiqûre et de toute perte de l'aire transversale des fils. Il faut enlever la gaine etvérifier l'état de l'enduit de graisse. L'émulsification de la graisse indique laprésence d'eau. Au moyen d'un marteau et d'un instrument plat, comme untournevis, on doit écarter les fils du toron pour vérifier si certains d'entre euxsont rompus. Si le toron offre peu de résistance à la pénétration du tournevis, ilest probable que des fils sont rompus. Il importe de souligner que cettevérification peut révéler une rupture de fils, mais elle ne permet pas d'établirl'absence de problèmes.

? Fissures et joints de construction qui laissent pénétrer l'eau

Une fissure ou un joint de construction qui présente des signes d'infiltrationd'eau doit faire l'objet d'un forage d'exploration. Il faut vérifier si le câble secorrode, si l'enduit de graisse est en bon état et si la gaine renferme de l'eau. Onpeut présumer que tous les câbles qui coupent la fissure ou le câble étudiés sontdans le même état.

? Poutres

L'acier de précontrainte des poutres présente ordinairement un profilparabolique. Dans les poutres à simple portée, l'acier de précontrainte se situegénéralement, aux points d'appui, au tiers de l'épaisseur de la poutre à partir dudessus de la dalle. Il est donc fort peu probable que de l'eau provenant de ladalle s'infiltre dans la poutre. On a tout de même relevé certains cas dedétérioration marquée de poutres de ce type. Dans les poutres continues, l'acierde précontrainte passe par dessus les appuis et ressemble donc à celui desdalles. Par conséquent, il faut appliquer à ces poutres la même méthoded'examen que celle qu'on utilise pour les points hauts de l'acier des dalles.

Si l'on remarque que de l'eau s'écoule sur les poutres, que la surface des poutresprésente des délaminations ou que les poutres fléchissent, il faut effectuer desforages d'exploration dans les poutres.


174

7.12.5 Méthodes d'échantillonnage

Dans le cadre d'une étude ou d'une évaluation, il est soit impossible, difficile,fastidieux ou très coûteux d'inspecter tous les éléments d'un ouvrage. Il fautdonc procéder par généralisation et par inférence pour tirer des conclusions surune population en examinant un nombre relativement petit d'éléments,c'est-à-dire un échantillon.

Le calcul de la taille des échantillons est le problème qui se pose le plus souventpendant une étude. La méthode décrite ci-dessous permet de déterminercombien d'ancrages et de câbles il faut vérifier sur les centaines et même parfoisles milliers d'emplacements possibles où la présence d'un défaut pourrait rendrecomplètement inefficace un câble non liaisonné de précontrainte parpost-tension.

Lorsque la caractéristique à l'étude est répartie à peu près normalement dansl'ouvrage, on peut calculer la taille de l'échantillon au moyen de la formulesuivante :

n = N 1 + e? (N-1)

Z? (p)(1-p)

où n = taille de l'échantillonN = taille du lotZ = valeur normale type du niveau de confiance souhaité

(p. ex., z = 1,96 pour un niveau de confiance souhait de95 p. 100)

e = écart maximal admissible entre la valeur estimée et lavaleur vraie

p = proportion approximative d'éléments défectueux

La valeur de e, qui est inversement proportionnelle à la taille de l'échantillon,est établie arbitrairement par le responsable de l'étude. Le terme p représente laproportion moyenne historique des défauts à l'étude. Dans le cas de ladétérioration des câbles de précontrainte par post-tension, p varie d'un ouvrageà l'autre. On peut donner à p la valeur de 0,2, puis modifier au besoin ceparamètre en cours d'étude.

Le tableau ci-dessous permet d'apprécier l'effet combiné de la variation desparamètres e et p sur la taille des échantillons. On y indique la valeur n


175

correspondant à diverses valeurs de N, de p et de e, lorsque le niveau deconfiance est de 95 p. 100 (c'est-à-dire lorsque Z = 1,96).

Une fois la taille de l'échantillon établie, il est recommandé de mener l'étude entrois ou quatre étapes. De cette façon, on peut se servir des données recueilliesà chaque étape pour ajuster les paramètres avant de passer à l'étape suivante.

Effet de la variation de divers paramètressur la taille des échantillons

e 0,01 0,10p

N0,01 0,10 0,20 0,01 0,10 0,20

500 217 437 463 4 33 551 500 276 776 861 4 34 582 000 320 1 268 1 510 4 35 605 000 354 2 045 2 758 4 35 6110 000 367 2 570 3 807 4 35 6250 000 378 3 234 5 474 4 35 62


176

7.13 MÉTHODES D'ESSAI NON DESTRUCTIVES OU EXTERNES

Diverses méthodes d'essai non destructives sont employées pour déceler lacorrosion des torons de précontrainte par post-tension. L'efficacité de cesméthodes varie en fonction du type d'ouvrage à l'étude et des conditions surplace. Leur utilité n'est pas encore complètement établie.

7.13.1 Essais par induction électromagnétique

Cette méthode d'essai a été mise au point pour vérifier les longs tronçons decâbles des ascenseurs, des treuils de mine et des monte-pente. Elle révèle plusefficacement que les autres méthodes la corrosion sous contrainte et lacorrosion par piqûre.

7.13.2 Techniques de mesure par impulsions réflectométriques (TMIR)

Ces techniques non destructives sont fondées sur la mesure d'impulsionsréflectométriques de très haute fréquence. Elles sont censées permettre dedéterminer l'emplacement et l'ampleur d'une anomalie le long d'un câble deprécontrainte. Les anomalies visées comprennent la corrosion et le bris partieldes câbles et les défauts de liaisonnement. Mises au point pour vérifierl'intégrité des pieux et des boulons d'ancrage, les TMIR servent maintenantaussi à évaluer l'état des câbles de précontrainte, qui sont généralementdifficiles à atteindre et à observer sur toute leur longueur. Elles permettent, enprincipe, d'évaluer tant les câbles liaisonnés que non liaisonnés. Les TMIR sontencore à l'étude au Canada.

L'évaluation TMIR s'effectue ordinairement à partir de l'ancrage en tension oud'un point très rapproché de celui-ci. Dans les ouvrages existants, il fautgénéralement exposer le câble pour réaliser la mesure initiale. Les mesures ou? empreintes ? subséquentes peuvent être obtenues au moyen d'un fil électriqueconnecté en permanence à l'ancrage du câble. Dans les ouvrages neufs, on peutposer ces fils pendant la construction aux fins d'observation ultérieure.


177

7.13.3 Essai CPE (vérification des câbles de précontrainte par post -tension)

Cette méthode consiste à faire passer de l'azote gazeux sous basse pression àtravers le câble par des raccords prévus à cette fin et à mesurer l'humiditérelative du gaz sortant. Un degré élevé d'humidité relative indique une forteprobabilité de corrosion du câble. Cette méthode peut être appliquée aux câblesenveloppés de papier et aux câbles enfilés dans une gaine.

7.14 INTERPRÉTATION DES DONNÉES

Dans le cadre d'une évaluation, on doit recueillir les données suivantes :

? caractéristiques des délaminations;? caractéristiques des fissures;? résultats d'étude pachométrique;? teneurs en ions chlorure;? lectures de demi-cellule;? résultats de l'inspection visuelle d'ancrages et de joints de construction

et de dilatation détériorés;? résultats de travaux d'exploration ou d'observations visuelles révélant

des dommages dus à la corrosion de l'acier d'armature.

Une fois ces données en main, il faut effectuer une ? évaluation des risques ? .Un examen de la structure révélera les endroits par où l'eau ou l'humidité peuts'infiltrer jusqu'aux câbles. Plus les emplacements de ce type sont nombreux,plus le risque d'infiltration d'eau et de corrosion des torons est élevé.

Les données ci-dessus doivent être évaluées par un ingénieur de structurechevronné qui connaît bien la conception, la construction et l'étude desouvrages en béton précontraint par post-tension. Dans l'exécution de cettetâche, rien ne peut remplacer le discernement et l'expérience. L'ingénieur destructure doit déterminer, à partir des données et des observations recueillies, lepourcentage de torons qui sont inefficaces ou qui risquent de le devenir.

Il faut en outre effectuer une analyse structurale pour déterminer la durabilitéen fonction de la capacité portante et la capacité portante en fonction de larésistance des éléments. Cette analyse sera fondée sur l'hypothèse de laprésence d'un certain pourcentage de torons rompus ou inefficaces.

Enfin, on doit décider, à la lumière de toute cette information, si l'ouvrage peut


178

être occupé sans danger ou si l'on doit entreprendre des travaux de remise enétat.

RÉFÉRENCES

1. Aalami, Bijan, O., et Swanson, David T., Innovative Rehabilitation of a ParkingStructure, Concrete International, février 1988.

2. Chrest, Anthony, P., Smith, Mary S., et Bhuyan, S., Parking Structures, 1991

3. Freyermuth, Clifford, L., Structural Integrity of Buildings Constructed withUnbonded Tendons, Concrete International, mars 1989.

4. Guide for Making a Condition Survey of Concrete in Service, Rapport du Comité201 de l'ACI.


6. Rehabilitating Parking Structures with Corrosion-Damaged Button HeadPost-Tensioning Tendons, Part I, Concrete International, octobre 1991.

7. Rehabilitating Parking Structures with Corrosion-Damaged Button HeadedPost-Tensioning Tendons, Part II, Concrete International, mars 1992.

8. Repair and Rehabilitation II, Compilation 20, American Concrete Institute.

9. Schupack, Morris, Evaluating Buildings with Unbonded Tendons, ConcreteInternational, octobre 1991.

10. State-of-the-Art Report on Parking Structures, Rapport du Comité 362 de l'ACI.

11. Tracy, Robert, Crower, Steven, et Zeort, Khadje, Evaluation of a DeterioratedPost-Tensioned One-Way Slab, Concrete International, juin 1991.

12. Webster, Norman, R., Evaluation of Unbonded Post-Tensioned Structures, 2ndCanadian Symposium on Cement and Concrete, Université de Colombie-Britannique,Vancouver (C.-B.)


179

Chapitre 8

CONSIDÉRATIONS TECHNIQUES, PRATIQUES ET ÉCONOMIQUESPOUR L'ÉLABORATION DE STRATÉGIES DE RÉFECTION

D'OUVRAGES DE STATIONNEMENT

TABLE DES MATIÈRES

Page


8.2 GARAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON ARMÉ PAR DES MOYENSCLASSIQUES 181

8.2.1 Recherche des causes de la détérioration 181

8.2.2 Évaluation des incidences de la détérioration 1828.2.2.1 Danger immédiat 1828.2.2.2 Risque d'effondrement à moyen ou à long terme 183

8.2.3 Choix d'une stratégie de réfection et d'une démarche appropre 1838.2.3.1 Système structural 1848.2.3.2 Fonctionnalité 1848.2.3.3 Rapport coût-avantages 185

8.2.4 Méthodes de réfection et durée utile prévue 1868.2.4.1 Lignes directrices pour le choix des matériaux de réfection 1878.2.4.2 Réparation des surfaces délaminées 1898.2.4.3 Réparation des sous-faces délaminées 1898.2.4.4 Réparation sur toute l'épaisseur de la dalle 1898.2.4.5 Réparation des colonnes délaminées 1898.2.4.6 Réparation des murs délaminés 1908.2.4.7 Remise en état des fondations sur radier 1908.2.4.8 Colmatage des fissures 1908.2.4.9 Enlèvement et remplacement de la dalle 1938.2.4.10 Enlèvement et remplacement de la couche supérieure de béton

contaminé 194


180

8.3 GARAGES EN BÉTON PRÉCONTRAINT PAR POST-TENSION 194

8.3.1 Recherche des causes de la détérioration et des facteurs déterminants 1958.3.2 Évaluation des incidences de la détérioration 195

8.3.3 Choix d'une stratégie de réfection et d'une démarche appropriée 1968.3.3.1 Système structural 197

8.4 OUVRAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON PRÉFABRIQUÉ ETPRÉCONTRAINT PAR PRÉ-TENSION 201

8.4.1 Remise en état 2028.4.1.1 Réfection des bordures de poutre 2028.4.1.2 Remplacement des plaques d'appui 2028.4.1.3 Imperméabilisation des joints de rupture 202

8.5 MATÉRIAUX COMPOSITES DE POINTE 203

RÉFÉRENCES 204

Figures :Fig. 8.1 Réparation d'une surface délaminée

8.2 Réparation d'une sous-face délaminée8.3 Réparation sur toute l'épaisseur de la dalle8.4 Réparation d'une colonne délaminée8.5 Réparation d'un mur en béton délaminé8.6 Raccordement d'une colonne existante à une nouvelle dalle après

enlèvement complet de l'ancienne dalle8.7 Raccordement d'une colonne existante à une nouvelle dalle après

enlèvement complet de l'ancienne dalle8.8 Charpente en béton préfabriqué type8.9 Précontrainte par post-tension externe d'une poutre existante


181

CONSIDÉRATIONS TECHNIQUES, PRATIQUES ET ÉCONOMIQUES POURL'ÉLABORATION DE STRATÉGIES DE RÉFECTION D'OUVRAGES DESTATIONNEMENT

8.1 GÉNÉRALITÉS

Une fois l'évaluation terminée, il s'agit d'explorer les différentes stratégiespossibles et de retenir celles qui seront intégrées au programme de réfection etde restauration. Ce processus comporte les étapes suivantes :

1. Recherche des causes de la détérioration et des facteurs déterminants;2. Évaluation des incidences de la détérioration;3. Choix d'une stratégie de réfection et d'une démarche appropriée;4. Choix des méthodes de réfection et évaluation de la durée utile des

réparations.

8.2 GARAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON ARMÉ PAR DES MOYENSCLASSIQUES

8.2.1 Recherche des causes de la détérioration

On peut résumer comme suit les causes et les facteurs de détérioration :

1. Béton de mauvaise qualité2. Enrobage insuffisant3. Niveaux élevés de chlorure


182

4. Pentes insuffisantes ou nulles5. Absence de membranes d'imperméabilisation ou d'hydrofuges6. Entraînement d'air insuffisant ou nul7. Fissuration8. Corrosion des barres d'armature

La cause première de la détérioration peut être la corrosion de l'acierd'armature, mais d'autres facteurs jouent un rôle important dans cettedégradation, notamment la mauvaise qualité du béton, une trop faible épaisseurd'enrobage, des niveaux élevés de chlorure et des pentes insuffisantes. Lorsquela fissuration est la principale cause de détérioration, il faut étudier les facteursqui sont à l'origine des fissures. La fissuration peut être due à un mauvais calculdes charges structurales ou à la présence d'éléments structuraux qui s'opposentà l'action des diverses forces, notamment celles qui sont engendrées par leretrait, les variations de température et le fluage. La démarche adoptée seradifférente dans les deux cas. L'information recueillie au cours de l'évaluationdevrait faciliter le choix d'une démarche appropriée.

8.2.2 Évaluation des incidences de la détérioration

On peut regrouper comme suit les incidences de la détérioration sur les diverséléments de charpente :

1. Danger immédiat2. Risque d'effondrement à moyen ou à long terme3. Perte de rendement ou de durabilité4. Perte de la valeur esthétique

8.2.2.1 Danger immédiat

Si la détérioration est une source de danger immédiat, il faut refaire sans délailes dalles dont la sous-face est fortement délaminée ou écaillée, car certainesinstallations mécaniques ou électriques suspendues peuvent être noyées dansune zone délaminée. Toute détérioration qui pourrait entraîner l'infiltrationd'eau dans des équipements électriques, par exemple, un transformateur, entredans cette catégorie.


183

8.2.2.2 Risque d'effondrement à moyen ou à long terme

Avant de déterminer la capacité portante du système structural, il faut tenircompte de la perte de liaisonnement et de résistance au cisaillement et de laréduction de l'aire transversale des barres d'armature causées par ladétérioration observée. Il faut aussi évaluer le potentiel de détérioration futureen se fondant sur les données d'essai de demi-cellule. S'il n'est pas possibled'établir par des calculs la capacité portante résiduelle, il peut être nécessaire demener un essai de charge, conformément aux indications de la norme A23.3 dela CSA. Cet essai permettra de déterminer la portance d'une zone précise àun moment donné. Il faut donc choisir une zone d'essai qui soit représentativede l'état général de l'ouvrage. Au moment de définir l'étendue de la zone d'essai,il faut tenir compte de la transmission des charges aux zones adjacentes del'ouvrage, phénomène qui tend à réduire l'effet de la charge sur la zone témoin.Dans certains cas, il faudra prévoir une zone d'essai suffisamment étendue pourtenir compte de la répartition de la charge sur les zones avoisinantes et pouréprouver la résistance au cisaillement à l'emplacement des colonnes. Danscertaines conditions, il pourra être nécessaire de procéder à plus d'un essai. Unessai de charge coûte entre 25 000 et 35 000 $. Si l'essai indique que lacapacité portante de l'ouvrage est inférieure aux charges de calcul, il faudraenvisager de prendre l'une ou l'autre des mesures suivantes :

1. Effectuer des réparations afin de restaurer la résistance structurale del'ouvrage.

2. Limiter la charge en réduisant la circulation des véhicules, par exemple,en fermant une place de stationnement sur deux.

3. Mettre en place des dispositifs d'étaiement provisoires, calculés par uningénieur en charpente.

4. Condamner le garage, si l'ouvrage est jugé non sécuritaire.

8.2.3 Choix d'une stratégie de réfection et d'une démarche appropriée

Il faut considérer les facteurs suivants au moment de choisir une démarche etune stratégie de réfection :

1. le système structural;2. la fonctionnalité;3. le rapport coût-avantages.


184

8.2.3.1 Système structural

Les types suivants de systèmes structuraux sont largement utilisés dans lesouvrages de stationnement :

1. plancher dalle pleine ou dalle sans nervure;2. dalle nervurée;3. poutres et dalles.

La démarche adoptée pour la réfection doit être adaptée à chaque systèmestructural. Ainsi, dans le cas d'une dalle nervurée où la dalle supérieure faitordinairement 100 mm d'épaisseur, il vaut mieux enlever et remplacersystématiquement la couche supérieure plutôt que de tenter de réparer lesdélaminations. Dans un système de poutres et de dalles dont les dalles sontfortement détériorées, il est plus facile d'enlever la dalle coulée entre les poutreset de mettre en place une nouvelle dalle; la détérioration des poutres estgénéralement beaucoup moins marquée que celle des dalles.

Lorsqu'on envisage d'ajouter une chape en béton sur la dalle existante, on doittenir compte des facteurs suivants :

1. la charge supplémentaire appliquée sur les colonnes et les semelles;2. les forces sismiques supplémentaires;3. les marches ou les rampes devant être construites à l'emplacement des

escaliers et des ascenseurs.

Si l'ouvrage existant ne possède pas la résistance structurale nécessaire poursupporter ces charges supplémentaires, il faut renoncer à ce procédé.

8.2.3.2 Fonctionnalité

Les aspects suivants jouent un rôle important dans le choix d'une méthode deréfection :

1. L'encombrement vertical admissible peut déterminer s'il est ou nonpossible d'ajouter une chape ou des éléments de charpentesupplémentaires.

2. Il se peut que le propriétaire ou l'exploitant doive à tout prix maintenirla fonctionnalité d'une partie du garage; il faut alors tenir compte de cetaspect dans le choix d'une méthode de réfection.

3. On ne procédera pas non plus de la même manière pour remettre en


185

état un garage isolé et un ouvrage construit sous une tour. Ainsi, il serapeut-être avantageux de démolir un garage isolé fortement détérioré etde construire un nouvel ouvrage. Cependant, dans le cas d'un garageconstruit sous une tour, de nombreuses considérations fonctionnellespeuvent dicter le choix d'une stratégie davantage axée sur la réparation.

8.2.3.3 Rapport coût-avantages

Le choix d'une méthode de réfection suppose généralement un compromisentre la solution idéale sur le plan technique et une solution réaliste du point devue économique. Il faudra déterminer le coût du cycle de vie des stratégies deréfection ci-après afin de pouvoir évaluer la situation d'un point de vueéconomique. Après examen des différents facteurs de coût, on pourraenvisager l'une ou l'autre des stratégies suivantes :

1. Laisser les choses en l'état et exploiter la structure de plancher jusqu'àce qu'elle devienne inutilisable, puis construire un nouveau plancher.

2. Effectuer uniquement des travaux de ragréage afin d'éliminer les risquespotentiels jusqu'à ce que l'ensemble de l'ouvrage soit restauré ouencore, démoli et reconstruit.

3. Effectuer des réparations tous les cinq ans environ. On se contentedans ce cas de remettre en état le béton détérioré et de poser unemembrane d'imperméabilisation.

4. Appliquer une méthode de réfection qui consistera à réparer tout lebéton détérioré et à enlever une partie du béton contaminé mais nonencore détérioré. Si l'on adopte cette méthode, il faut procéder à desréparations tous les dix ans.

Dans le cadre de l'analyse du cycle de vie menée pour les stratégies 1 et 3, nousavons utilisé les hypothèses suivantes :

- nombre de véhicules 200- superficie de la dalle suspendue 6000 m?- délaminations 30 p. 100 de la surface- coût de réparation des délaminations 250 $/m?- membrane d'imperméabilisation 30 $/m?- remplacement de la dalle 400 $/m?- vie utile du garage 50 ans- tarif 75 $/mois


186

Pour simplifier les calculs, nous n'avons pas tenu compte de l'inflation ni destaux d'intérêt, car ces facteurs ont un effet négligeable sur les coûts comparatifsfinals. On a utilisé les prix en vigueur.

Stratégie 1

Il est admis que la durée utile restante de l'ouvrage est d'un an à la date del'analyse.

Coût de remplacement 6000 x 400 = 2 400 000 $Pertes d'exploitation pour 6 mois

6 x 75 x 200 = 90 000 $TOTAL = 2 490 000 $

Stratégie 2

Réparations effectuées tous les cinq ans (soit les années 5, 10, 15, 20, 25, 30,35, 40 et 45). Les travaux de réfection exécutés au cours de l'année 5élimineront 30 p. 100 des délaminations; 20 p.100 des délaminations serontréparées lors des interventions ultérieures.

Réparations - année 56000 x 0,3 x (250 + 30) = 504 000 $

Réparations - années 10 à 456000 x 0,2 x (250 +30) x 8 = 2 688 000 $

Pertes d'exploitation - 4 mois tous les 5 ans9 x 200 x (75 x 4) = 540 000 $

TOTAL = 3 732 000 $

La stratégie 1 peut sembler plus avantageuse, mais elle ne conviendra que si lepropriétaire veut ou peut allouer 2,49 millions de dollars à la réfection dugarage.

8.2.4 Méthodes de réfection et durée utile prévue

Dans le cas d'une charpente en béton armé ordinaire, il faudra généralementeffectuer une ou plusieurs des réparations suivantes :


187

? réparation des surfaces délaminées;? réparation des sous-faces délaminées;? réparation des délaminations traversantes;? réparation des colonnes délaminées;? réparation des murs délaminés;? remise en état des fondations sur radier;? colmatage des fissures;? enlèvement et remplacement de la dalle;? pose d'une membrane d'imperméabilisation ou application d'un

hydrofuge, mise en place de renvois de plancher supplémentaires.

8.2.4.1 Lignes directrices pour le choix des matériaux de réfection

La durabilité d'une réparation est fonction des propriétés des matériaux deréfection employés.

? Stabilité dimensionnelle

Il est important d'assurer un bon liaisonnement entre le nouveau matériau et lesupport en béton pour rétablir le caractère monolithique de l'élément réparé. Laplupart des matériaux cimentaires subissent un retrait peu de temps après lacoulée. Comme le support est ancien et a déjà subi un retrait, il faut employerun matériau de réfection à très faible retrait ou qui pourra rétrécir sans perdreson pouvoir de liaisonnement. Le béton utilisé comme matériau de ragréagedoit présenter un très faible rapport eau/ciment, soit entre 0,3 et 0,4. On devratoutefois ajouter un superplastifiant pour améliorer l'ouvrabilité du mélange.

? Coefficient de dilatation thermique

Lorsqu'il faut mettre en place de grandes plaques épaisses de matériau deragréage, on doit s'assurer que les coefficients de dilatation thermique de cematériau et du support sont compatibles. Lorsqu'un élément composite subit unchangement volumique, des forces importantes s'exercent à la jonction desdeux matériaux et causent souvent une défaillance du liaisonnement ou unerupture du matériau le plus faible. Si l'on se propose d'employer un matériaumodifié au polymère ou à l'époxyde, il faut vérifier la compatibilité descoefficients de dilatation thermique du matériau de réfection et du support.

? Module d'élasticité


188

Les matériaux qui présentent un module d'élasticité élevé se déforment moinsfacilement que les matériaux à faible module d'élasticité. Lorsqu'un élément decharpente composite est formé de deux matériaux ne possédant pas la mêmeélasticité, il faut examiner de près les contraintes internes qui pourront êtreproduites par cette différence de comportement. Il est toujours déconseillé decombiner de tels matériaux.

? Perméabilité

La perméabilité est la capacité d'un matériau à acheminer les liquides ou lesvapeurs. Si l'on emploie un matériau imperméable pour remettre en état degrandes surfaces comme chape ou pour réaliser un enrobage ou leliaisonnement des matériaux de ragréage, il se peut que la vapeur d'eau quitraverse le support en béton soit emprisonnée à la jonction du béton et durevêtement. Le gel et le dégel des matériaux saturés peuvent aussi provoquerune rupture le long de la ligne de liaisonnement. Les grandes plaques en bétonmodifié au polymère et les pièces qui contiennent des agents de liaisonnement àbase de polymère peuvent présenter des problèmes de cet ordre.

? Compatibilité chimique

Il faut par ailleurs tenir compte de la compatibilité des matériaux de réfectionavec l'acier d'armature, le support en béton et la membraned'imperméabilisation devant être appliquée sur les surfaces réparées. Il fautéviter d'utiliser des matériaux qui présentent un pH inférieur à 10, car il neprotégeront pas adéquatement l'acier contre la corrosion.

? Conductivité

Les matériaux qui possèdent une résistivité élevée ou qui sont mauvaisconducteurs ne devraient pas être utilisés. S'il s'établit une forte différence entrela teneur en ions chlorure de la zone ragréée et celle du béton environnant, leflux de corrosion tendra à se concentrer dans une zone restreinte, ce quiaccélérera le processus de détérioration.

? Conditions de service

Le choix des matériaux de réfection dépend aussi des conditions de service,notamment :

? Teneur en eau du support; certains matériaux polymères peuvent subirune cure incomplète en présence d'humidité.


189

? Température du support et de l'aire de travail lors des travaux deréfection.

? Ventilation de l'aire de travail.? Emplacement de la zone à réparer; l'horizontalité ou la verticalité de

l'élément détermineront la nature et la composition du matériau àemployer.

? Temps d'arrêt; si des charges doivent être appliquées dans des délaisassez courts sur les zones réparées, il faut employer des produits quipossèdent une résistance initiale élevée.

? Exposition à une circulation lourde; les zones exposées à unecirculation lourde doivent être réparées au moyen d'un matériau quipossède une bonne résistance à l'abrasion.

8.2.4.2 Réparation des surfaces délaminées

La figure 8.1 montre comment sont généralement réparées les surfacesdélaminées.

8.2.4.3 Réparation des sous-faces délaminées

La figure 8.2 montre une méthode couramment employée pour réparer unesous-face délaminée. Une méthode plus efficace consiste à découper de part enpart la dalle à l'endroit détérioré et à couler une nouvelle dalle à cet endroit.

8.2.4.4 Réparation sur toute l'épaisseur de la dalle

Cette méthode de réfection est illustrée à la figure 8.3. On recommanded'appliquer ce procédé lorsqu'il y a chevauchement des délaminations de lasurface et de la sous-face. On estime par ailleurs qu'il s'agit d'une méthodeéconomique et durable qui permet de supprimer efficacement les délaminationsde la sous-face. Cette méthode et celle qui est illustrée à la figure 8.2représentent des coûts comparables.

8.2.4.5 Réparation des colonnes délaminées

Les figures 8.4 et 8.5 montrent ce type de réparation.


190

8.2.4.6 Réparation des murs délaminés

Dans les bâtiments, les murs en béton sont des murs extérieurs de sous-sol, desmurs porteurs intérieurs ou des murs de cisaillement qui font partie du systèmede résistance aux charges latérales. Les murs de sous-sol n'étant généralementsoumis qu'à de faibles charges, les problèmes de délamination ont une incidencebeaucoup moins importante sur leur résistance structurale que lorsqu'il s'agit demurs porteurs ou de murs de cisaillement, qui doivent supporter de lourdescharges.

8.2.4.7 Remise en état des fondations sur radier

En raison des conditions de sol, certains bâtiments doivent être construits surdes fondations sur radier. Lorsque des voitures sont garées sur la surface enbéton de ce type de fondation, la couche supérieure du radier peut subir unedélamination si la corrosion attaque le réseau supérieur d'armatures noyé dansle radier. On peut réparer ces délaminations de la manière indiquée à la figure8.1. La surface de la dalle de radier doit ensuite être protégée contre lesinfiltrations d'humidité et de chlorure au moyen d'une membraned'imperméabilisation ou d'une chape en béton lourd à faible affaissementcombinée à un hydrofuge pénétrant. Le choix d'une méthode de protection seraaussi dicté par les exigences de dégagement vertical. Un systèmed'imperméabilisation sera moins durable si l'humidité souterraine estemprisonnée à la jonction de la membrane et du béton. Les armatures noyéesdans la chape doivent être revêtues d'un enduit d'époxyde. Si les exigences dedégagement vertical l'autorisent, on pourra prévoir des pentes pour faciliterl'écoulement de l'eau.

8.2.4.8 Colmatage des fissures

La présente section porte sur le colmatage des fissures causées par les élémentsqui s'opposent aux changements volumiques dus au retrait, aux variations detempérature et au fluage. Les fissures qui découlent d'erreurs de conception oud'une surcharge ne seront pas abordées ici. Le plus souvent, les fissuresobservées dans les ouvrages de stationnement sont imputables aux élémentsstructuraux qui s'opposent aux changements volumiques associés au retrait,aux variations de température et au fluage. On estime que les fissures qui seforment dans une charpente en béton posent un problème si :

1. elles ont une incidence sur la résistance structurale de l'ouvrage;


191

2. elles ont une incidence sur la durabilité de l'ouvrage;3. elles favorisent l'infiltration d'eau et de chlorure.

Il existe trois catégories de fissures :

1. les fissures passives;2. les fissures croissantes;3. les fissures actives.

Les fissures passives demeurent constantes en longueur et en largeur, et il n'y apas de mouvement vertical en travers de la fissure. Les fissures croissantestendent à augmenter en largeur et en longueur, ce qui indique que lescontraintes à l'origine des fissures sont encore présentes. Ces contraintespeuvent être engendrées par un tassement différentiel, la corrosion ou les cyclesgel/dégel. Les fissures actives se ferment et s'ouvrent selon l'importance descharges appliquées sur la charpente.

.1 Détermination de l'origine des fissures

Pour déterminer l'origine des fissures, on peut suivre les étapes ci-après :

1. Préparer un diagramme des fissures observées en indiquant celles quifuient.

2. Évaluer la profondeur et la largeur des fissures. Les fissures traversent-elles l'élément de charpente? Leur emplacement coïncide-t-il sur lesdeux faces de la dalle?

3. Déterminer à quel moment les fissures se sont formées.4. Déterminer si les fissures sont passives, croissantes ou actives. À cette

fin, il faudra prévoir une certaine forme de surveillance.5. Étudier les plans de charpente afin d'évaluer le degré de contrainte.

Déterminer si la quantité d'armatures est conforme aux exigences ducode et permet de résister adéquatement aux charges. On pourra ainsiétablir si les fissures sont causées par une erreur dans le calcul descharges ou par la présence d'éléments qui s'opposent aux changementsvolumiques.

6. Les fissures peuvent aussi être causées par la corrosion des barresd'armature.

.2 Choix d'une méthode de colmatage

1. Injection de résine époxyde


192

On a recours à cette méthode pour liaisonner les deux bords d'une fissure etrétablir la résistance structurale de l'élément en béton, dans le sensperpendiculaire à la fissure. Cette méthode ne peut toutefois être employée quepour colmater les fissures passives. On peut injecter de l'époxyde, ou unerésine, dans des fissures de très faible largeur (0,05 mm). Règle générale, cettetechnique est déconseillée dans le cas de fissures qui fuient ou qui ne peuventêtre asséchées. Les travaux d'injection sont hautement spécialisés et ne devraitêtre effectués que par un entrepreneur qualifié. L'injection se fait à despressions de 135 à 275 kPa (20 à 40 lb/po? ). Il faut souligner que cetteméthode ne convient pas pour le colmatage des fissures actives ou croissantes,car elle pourrait favoriser l'apparition de nouvelles fissures près des fissuresexistantes ou la réouverture des fissures réparées.

Dans la pratique, on s'est aperçu que cette méthode ne permettait pas deremplir complètement les fissures dans les dalles. En l'absence de membraned'imperméabilisation, l'eau peut pénétrer dans les vides et y être emprisonnéepar l'époxyde qui fait alors office de barrage. Dans ces conditions, l'état de lacharpente peut se dégrader beaucoup plus rapidement que si les fissuresn'avaient jamais été colmatées. Il n'est donc pas recommandé d'injecter del'époxyde dans les fissures formées sur la sous-face des dalles.

2. Scellement par gravité

On peut utiliser des résines à faible viscosité pour colmater les fissures par ledessus. La résine époxyde se répand en partie supérieure et finit par remplir lafissure. Bien que cette réparation ne permette pas de rétablir la résistancestructurale, elle contribue néanmoins à prévenir les infiltrations d'eau. Dans lecas d'une fissure active, il est recommandé de choisir des résines époxydes quiconserveront leur souplesse. On emploie cette méthode pour colmater lesfissures actives ou croissantes.

3. Évidage et scellement

Cette méthode doit être employée uniquement pour la réfection des dalles quine contribuent que dans une faible mesure à la résistance structurale. Elleconsiste à pratiquer le long de la fissure une rainure de section carrée et deremplir celle-ci d'un produit d'étanchéité approprié. La largeur et la profondeurde cette rainure varient de 10 à 12 mm. L'évidage réduit l'épaisseur du béton, etil faut prendre soin de ne pas couper une barre d'armature. Dans le cas de dallesstructurales, aux endroits où la compression s'exerce près de la surface, il fautévaluer les effets d'une perte d'épaisseur. Il faut par ailleurs souligner que touteperte d'adhérence du produit d'étanchéité laisse une zone d'infiltration plus


193

étendue que ne le ferait une simple fissure.

4. Membrane d'imperméabilisation

En présence d'un grand nombre de fissures actives ou croissantesirrégulièrement espacées, il est fortement recommandé d'appliquer unemembrane d'imperméabilisation.

8.2.4.9 Enlèvement et remplacement de la dalle

Lorsque les délaminations représentent plus de 25 p. 100 du volume de la dalleet que la totalité de celle-ci est contaminée par des chlorures dont la teneurdépasse les seuils admissibles, il faut envisager l'enlèvement et le remplacementcomplets de la dalle. Cette méthode a donné de bons résultats dans le cas deplanchers dalles pleines et laisse intacte la plus grande partie des colonnes etdes murs en béton. Dans un garage sous-terrain à plusieurs niveaux, on doitprocéder comme suit :

1. Mettre en place des étais pour supporter temporairement les colonnes àdivers niveaux structuraux, ce qui compensera la perte d'appuioccasionnée par l'enlèvement de la dalle.

2. Fournir un appui latéral temporaire aux murs du sous-sol et autresmurs afin de contrer la poussée des terres.

3. Enlever la dalle existante en la découpant en petites sections.

4. Mettre en place une plaque ou un appui quelconque sur les murs et lescolonnes qui doivent supporter la nouvelle dalle.

5. Nettoyer les barres d'armature qui sortent des murs et des colonnes enles décapant au jet de sable jusqu'au métal nu. Appliquer un enduitd'époxyde. Souder une nouvelle barre d'armature à toute barre dont lasection transversale est insuffisante.

6. Ériger les coffrages, disposer les nouvelles armatures et couler le béton.Appliquer une membrane d'imperméabilisation. Le nouvel ouvragedevrait être conforme à toutes les exigences de durabilité énoncées auxautres sections du présent manuel.


194

8.2.4.10 Enlèvement et remplacement de la couche supérieure de béton contaminé

Cette méthode est efficace lorsque la contamination par les chlorures ne toucheque les premiers 100 mm de la partie supérieure de la dalle et qu'aucuncontaminant n'est présent à proximité du treillis inférieur d'armature. Pour quecette méthode soit rentable, il faut aussi que la partie supérieure montre un fortpourcentage de délamination, soit de 25 à 50 p. 100, et que la sous-face neprésente, à toutes fins utiles, aucune délamination. On retire, parhydrodémolition, la totalité de la couche contaminée (environ 100 mm) ainsique tout le treillis d'armature supérieur. On dispose ensuite de nouvelles barresd'armature à enduit d'époxyde et l'on remplace la couche enlevée par unmélange de béton frais présentant un faible rapport eau/ciment (0,4 ou moins).Si l'encombrement vertical le permet, on peut prévoir une nouvelle couche plusépaisse afin d'améliorer le drainage par des pentes plus marquées.

Il est très important que tout l'acier d'armature noyé, ancien ou nouveau, soitrevêtu d'un enduit d'époxyde qui l'isolera électriquement du béton avoisinant. Ilest en effet essentiel de prévenir toute réaction de corrosion électrochimiqueentre l'acier noyé dans le nouveau béton et les armatures du béton existant. Si lateneur en chlorure de l'ancien béton à proximité du treillis d'armature inférieurdépasse les seuils admissibles, il se formera de nouvelles cellules de corrosion.Les anciennes armatures, qui agissaient auparavant comme cathode, secomporteront comme une anode par endroit, ce qui peut causer de nouvellesdélaminations de la sous-face.

Si l'on emploie cette méthode, il faut savoir que les forces de retraitengendreront des contraintes élevées à la jonction du nouveau et de l'ancienbéton. Pour que cette méthode donne les résultats attendus, il faut gratter lasurface de la dalle existante et la saturer d'eau tout en veillant à ne pas formerde flaques et appliquer avec soin un laitier présentant un rapport ciment/sablede 1:1. De plus, on pourra, au besoin, utiliser des chevilles en acier à enduitd'époxyde pour consolider le joint de cisaillement horizontal entre le nouveau etl'ancien béton.

8.3 GARAGES EN BÉTON PRÉCONTRAINT PAR POST-TENSION

La plupart des garages en béton précontraint par post-tension ont été construitsau moyen de câbles de précontrainte non liaisonnés. Les stratégies de réfectionabordées ici seront donc limitées à cette catégorie d'ouvrages.


195

8.3.1 Recherche des causes de la détérioration et des facteurs déterminants

Outre les causes et facteurs généraux mentionnés au point 8.2.1, la corrosiondes ouvrages de stationnement précontraints par post-tension peut êtreattribuée à des facteurs précis, dont voici une courte liste.

1. Corrosion des ancrages d'extrémité non protégés2. Corrosion des ancrages intermédiaires non protégés3. Corrosion d'une longueur de toron non protégée à proximité des

ancrages4. Corrosion des torons aux raccordements de gaine non protégés5. Fissuration excessive

Dans les ouvrages de stationnement précontraints par post-tension comportant descâbles non liaisonnés et fort peu d'armatures liaisonnées, la détérioration ne prendgénéralement pas la forme de délaminations. Le plus souvent, cette détériorationdécoule de la corrosion des torons et des ferrures de précontrainte non protégées.Parmi les facteurs aggravants, mentionnons l'infiltration d'humidité favorisée parl'absence de protection des torons et des ferrures. La fissuration des charpentes enbéton est ordinairement attribuable à la présence d'éléments qui s'opposent auxchangements volumiques dus aux variations de température, au retrait et au fluage.Dans les ouvrages précontraints par post-tension comportant des câbles non liaisonnés,les fissures sont généralement peu nombreuses, se prolongent sur toute la largeur del'ouvrage et sont plus larges que dans un ouvrage à armature liaisonnée. Il faut vérifierle calcul des éléments de charpente pour s'assurer que les fissures sont causées par leschangements volumiques et non par un mauvais calcul des charges.

8.3.2 Évaluation des incidences de la détérioration

Il faut évaluer l'incidence de la détérioration sur la capacité portante du systèmestructural. Le lecteur est prié de se reporter au point 8.2.2. Après avoir évaluél'état du bâtiment, il faut en estimer la résistance résiduelle comme suit :

1. Déterminer le pourcentage de torons ou d'ancrages qui ont étéendommagés par la corrosion, qui ont perdu ou qui perdront de leurefficacité.

2. Dans le cas d'un plancher dalle pleine, déterminer l'effet de la corrosiondes torons de précontrainte et des autres éléments de renfort sur la


196

résistance au cisaillement de la dalle au niveau des colonnes.3. Déterminer l'incidence des fissures, et donc des infiltrations d'eau, sur la

durabilité de l'ouvrage. Si le garage est exposé au gel/dégel et si l'eaus'infiltre par les fissures, le béton sera endommagé à la longue.

La conception des éléments de précontrainte par post-tension est fondée sur lescritères suivants :

1. transmission des contraintes internes du béton à un nombre donné detorons;

2. résistance ultime à la flexion de l'élément supérieure au moment deflexion pondéré.

Ordinairement, le nombre de torons employés est régi par le premier critère, etle second est automatiquement satisfait. Selon le pourcentage de torons jugésinefficaces, il faut vérifier si l'ouvrage répond aux deux critères énoncés ci-dessus. Il est possible d'obtenir une résistance finale suffisante avec un nombreréduit de torons, mais les contraintes internes du béton peuvent dépasser leseuil admissible parce qu'une force de précontrainte moins importante aura étéappliquée; il se peut également que les contraintes internes se situent àl'intérieur des limites admises mais que la résistance ultime soit inférieure auxvaleurs prescrites. Dans les deux cas, l'état de l'ouvrage sera jugé insatisfaisant,et il faudra prendre l'une des mesures suivantes :

1. Effectuer les travaux de réparation et de remise en état nécessairespour rétablir la résistance structurale de l'ouvrage.

2. Déterminer pourquoi les charpentes ont été calculées en fonction defaibles surcharges ou restreindre les charges imposées aux dalles dugarage en fermant un certain nombre de places de stationnement.

3. Mettre en place des étais provisoires, calculés par un ingénieur encharpente.

4. Condamner le garage si l'ouvrage est jugé non sécuritaire.

8.3.3 Choix d'une stratégie de réfection et d'une démarche appropriée

Il faut tenir compte des facteurs suivants au moment de choisir une démarcheet des stratégies de réfection :

1. Système structural2. Fonctionnalité (voir 8.2.3.2)3. Rapport coût-avantages (voir 8.2.3.3)


197

8.3.3.1 Système structural

Pour choisir une stratégie de réfection qui sera efficace du point de vuestructural, il faut déterminer à quel type structural appartient l'ouvrageconsidéré et son degré de détérioration. En général, l'ingénieur doit d'abordétablir à laquelle des catégories suivantes appartient l'ouvrage à l'étude :

Catégorie 1 : Dommages graves mais localisés à un petit nombre decâbles de précontrainte.

Catégorie 2 : Dommages graves sur toute la longueur du câble ou àplusieurs endroits le long du câble, mais touchant unpetit nombre de câbles.

Catégorie 3 : Dommages graves mais localisés, touchant la plupartou la totalité des câbles de précontrainte.

Catégorie 4 : Dommages graves en de nombreux endroits, touchantla plupart ou la totalité des câbles de précontrainte.

Il faut souligner que l'état de la charpente est souvent plus grave que ne le laissesupposer l'inspection visuelle de quelques ouvertures d'exploration.

Dans les ouvrages de stationnement précontraints par post-tension, on utilisegénéralement les systèmes structuraux suivants :

Type 1 : Poutres précontraintes par post-tension d'une portée d'environ20 mètres, placées à environ 7 mètres d'entraxe, et dalleprécontrainte par post-tension entre poutres. Les poutrescomportent des câbles de précontrainte liaisonnés et les dalles,des câbles non liaisonnés.

Type 2 : Planchers dalles pleines sur colonnes avec câbles nonliaisonnés; la majorité ou la totalité des barres d'armature nesont pas liaisonnées.

Les situations décrites ci-après ont pour but d'illustrer le principe sur lequelrepose les stratégies de réfection.

Situation 1 - Structure de type 1 - Détérioration de catégorie 1


198

On estime que de 10 à 15 p. 100 des câbles de précontrainte sont attaqués parla corrosion. Ordinairement, une analyse indiquera que, compte non tenu de lacontribution des câbles à la corrosion de l'ensemble de l'ouvrage, la dalle estsécuritaire dans la mesure où les câbles corrodés sont assez uniformémentrépartis et non pas concentrés dans une seule ou quelques zones de lacharpente. Les poutres comportant des câbles liaisonnés ne sont pas, dansl'ensemble, attaquées par la corrosion. Dans ce cas, la stratégie de réfectionconsistera à conserver l'ouvrage en l'état, par exemple, en appliquant unemembrane d'imperméabilisation pour empêcher toute infiltration ultérieured'eau, ce qui aura aussi pour effet d'assécher la dalle. On a récemment mis aupoint une méthode qui consiste à injecter de la graisse inhibitrice de corrosiondans les gaines pour améliorer la protection de l'acier de précontrainte contre lacorrosion. Avant d'injecter la graisse, il faut injecter de l'azote afin d'assécherl'espace entre les fils et entre les fils et la gaine.

Situation 2 - Structure de type 1 - Détérioration de catégorie 4 (dans ladalle seulement)

Il faut d'abord déterminer si la détérioration touche le toron proprement dit, lesancrages d'extrémité ou les ancrages intermédiaires. Si le toron a subi unedétérioration importante (catégorie 4), il faut décharger les torons et appliquerl'une des méthodes de réfection suivantes :

1. Remplacer les torons existants. Cette opération n'est réalisable que si lediamètre et l'état du conduit le permettent.

2. S'il est impossible de remplacer les torons ou si, pour une raison ou uneautre, il faut choisir une autre méthode, on pourra procéder comme suit:Retirer les dalles situées entre et sur les poutres et mettre en place denouvelles dalles en béton armé ou précontraint par post-tension. Ilfaudra vérifier le calcul des poutres pour évaluer l'effet qu'aura lasuppression de la charge permanente que représente la dalle sur lecomportement des poutres précontraintes par post-tension. Celles-cidevront être raccordées aux poutres sus-jacentes ou surélevées aumoyen d'un vérin.

3. Une autre méthode consiste à ajouter des éléments de charpente entreles poutres pour supporter la dalle entre poutres.

Si la détérioration des torons est limitée aux zones de précontrainte desancrages d'extrémité ou des ancrages intermédiaires, on pourra procédercomme suit :


199

1. Mettre le câble hors tension.

2. Enlever le béton autour de l'ancrage et du câble jusqu'à la limite de lazone de corrosion. Les câbles sont généralement corrodés sur environun mètre à partir des ancrages.

3. Découper la partie des torons qui est corrodée et souder les toronsintacts à de nouveaux torons.

4. Nettoyer les ferrures de précontrainte ou les remplacer par des ferruresrevêtues d'enduit époxyde et remettre les câbles en tension.

Il faut réparer un câble à la fois ou procéder de façon séquentielle en prenantsoin de laisser un espace suffisant entre les torons à réparer. Appliquer unemembrane d'imperméabilisation.

Situation 3 - Structure de type 2 - Détérioration de catégorie 4

Posons ici l'hypothèse que les câbles sont tout simplement irréparables.

Méthode de réfection 1

? On suppose ici que le dégagement vertical permet la mise en placed'une chape.

? Étayer une dalle et mettre les câbles hors tension.? Supprimer toutes les délaminations. Nettoyer l'acier en le décapant au

jet de sable et appliquer un enduit d'époxyde.? Nettoyer la surface par grenaillage, enlever toute trace de graisse,

d'essence ou de toute autre substance nuisible. Gratter la surface.? Le principe structural sur lequel repose cette méthode de réfection est

de transformer un plancher dalle pleine précontraint par post-tension enun plancher dalle pleine ordinaire à armature d'acier liaisonnée. Onplacera, au besoin, le nouveau réseau d'armature supérieur dans unenouvelle chape liaisonnée. L'armature inférieure sera constituée deplaques d'acier boulonnées à la sous-face de la dalle.

? Fixer des goujons en acier à enduit d'époxyde dans la dalle existantepour augmenter la résistance au cisaillement entre la chape et la dalle debase. À cette fin, on recommande d'utiliser un quadrillage de 450 x 450mm.

? Mettre en place la nouvelle chape et appliquer une membraned'imperméabilisation.


200

? Ignifuger les plaques en acier au moyen d'un ignifuge appliqué au jet.? Il faut s'assurer que les colonnes et les fondations existantes peuvent

supporter la charge permanente imposée par la chape. Dans les régionsde forte sismicité, il faut vérifier si la charpente possède la résistancesismique voulue pour supporter la charge permanente supplémentaire.


? Remplacer le système de précontrainte par post-tension de l'intérieur.

Dans le cas d'un système de précontrainte par post-tension composé de toronssimples revêtus d'une gaine en plastique, la méthode de remplacement estrelativement simple. Les nouveaux câbles peuvent être insérés dans les anciensconduits; il est généralement possible d'y faire passer des câbles de même tailleou d'un diamètre légèrement inférieur, revêtus d'un enduit d'époxyde.La réinsertion des câbles peut être impossible ou difficile si le système à réparercomporte des câbles de précontrainte revêtus de papier. Dans ce cas, l'airetransversale du conduit n'est pas régulière et le papier fait obstacle à l'insertion.

? Remplacer le système de précontrainte par post-tension de l'extérieur

Cette méthode repose sur la possibilité d'augmenter l'encombrement vertical.On l'emploie uniquement pour remplacer une partie des câbles de précontrainteet non la totalité des câbles qui maintiennent la dalle en tension. On envisagegénéralement cette technique lorsqu'il faut ajouter de nouveaux câbles deprécontrainte dans les poutres. La figure 8.9 illustre le principe de cetteméthode appliqué aux poutres.


On ne doit choisir cette méthode que si le dégagement vertical le permet. Onplace un système porteur supplémentaire en acier sous la dalle existante. Onapplique ensuite un ignifuge sur la nouvelle charpente en acier.

Pour appliquer cette méthode, il faut également que la dalle comporte unminimum d'acier de précontrainte liaisonné hors tension. On présume que ladalle s'étend d'un seul tenant jusqu'aux éléments de charpente en acier et que sarésistance est assurée par des armatures non précontraintes. On répare toutesles délaminations dans la dalle existante, puis on applique une membraned'imperméabilisation.


201

8.4 OUVRAGES DE STATIONNEMENT EN BÉTON PRÉFABRIQUÉ ETPRÉCONTRAINT PAR PRÉ-TENSION

De tous les systèmes structuraux utilisés dans les ouvrages de stationnement,les ouvrages en béton préfabriqué et précontraint par pré-tension sont ceux quiont donné les meilleurs résultats. Ce bon rendement peut être attribué auxfacteurs suivants :

1. On a utilisé du béton de haute qualité, fabriqué et coulé à l'usine, dansdes conditions contrôlées.

2. L'acier de précontrainte placé dans les tés doubles est très éloigné dessources de sel et d'eau.

3. La chape en béton qui surmonte le système structural en bétonpréfabriqué fait obstacle aux infiltrations d'eau et de chlorure, sauf àl'emplacement des joints de rupture et des fissures.

Dans les ouvrages de stationnement en béton préfabriqué et précontraint parpré-tension, la détérioration prend généralement les formes suivantes :

1. Écaillage de la chape en béton en raison de la mauvaise qualité dubéton.

2. Fuites d'eau à l'emplacement des joints de rupture réalisés dans lachape.

3. Écoulement d'eau sur les bordures des poutres entraînant la corrosionde l'armature, l'écaillage et la délamination des rives des bordures et ladestruction de la plaque d'appui du double té.

4. Détérioration de l'âme de l'élément en double té et de la bordure depoutre due à l'absence de plaques d'appui.

5. Détérioration de l'âme de l'élément en double té et de la bordure depoutre, puisque la partie inférieure de l'âme est soudée à la bordure.

6. Les plaques d'appui glissent du support sous l'action de la dilatation etdu retrait thermiques.

7. Détérioration des bordures de poutre, lorsque l'âme de l'élément en téprend appui trop près de la rive.


202

8. Rouille des renvois de plancher et du matériel électrique causée parl'infiltration de liquides par les fissures de la chape, à la jonction desbrides des éléments en double té.

9. Fissuration des poutres de rive provoquée par les efforts de torsion.

8.4.1 Remise en état

8.4.1.1 Réfection des bordures de poutre

Méthode 1

Cette méthode comporte les mêmes étapes que les méthodes recommandéesci-dessus pour la réparation des délaminations et des délaminationstraversantes. Il faut d'abord mettre en place des étais provisoires pour soutenirles extrémités des tés jusqu'à ce que la réparation des bordures soit terminée. Sila détérioration est étendue, il peut être nécessaire de couler de nouvellesbordures.

Méthode 2

Ajouter un système d'appui secondaire à proximité de la poutre existante. Voirla figure 8.8.

8.4.1.2 Remplacement des plaques d'appui

Mettre en place un appui temporaire aux extrémités, là où les plaques d'appuidoivent être remplacées. Enlever la plaque d'appui existante et installer unenouvelle plaque d'appui.

8.4.1.3 Imperméabilisation des joints de rupture

Si les fuites se produisent uniquement à l'emplacement des joints de rupture etdes fissures formées à la jonction des brides des éléments en té, onrecommande d'employer une des méthodes suivantes :

? Pratiquer une rainure le long de la fissure ou du joint existant et laremplir avec un produit d'étanchéité approprié.


203

? Mettre en place des bandes localisées de membraned'imperméabilisation mince.

? Si les fissures de la chape sont très étendues, il faut envisager la posed'une membrane d'imperméabilisation.

8.5 MATÉRIAUX COMPOSITES DE POINTE

Les méthodes de réfection décrites précédemment sont des méthodesclassiques qui font intervenir des matériaux que l'industrie emploie depuis denombreuses années. La plupart de ces réparations ralentissent considérablementla corrosion mais ne permettent pas de la contrer complètement.

On mène actuellement des recherches et des essais sur le terrain dans le mondeentier pour évaluer le rendement de nouveaux produits que l'on appelle lesmatériaux composites de pointe. Ces produits résistent à la rouille et à lacorrosion et offrent une résistance élevée au sel. Certains de ces produits fontl'objet d'essai et ont déjà été utilisés en chantier, notamment :

Les matériaux à fibres continues à haute résistance, comme la fibre deverre, de carbone et d'aramide, imprégnés de résine et formés en treillis,qui, dans les ouvrages de stationnement, peuvent être appliqués sur lesdalles sur sol ou utilisés pour la réfection des murs et des surfacescourbes des colonnes circulaires, par exemple;

Les câbles composites en fibre de carbone unidirectionnelle sont légers,solides et résistants à la corrosion. Ce produit peut servir d'armatureextérieure pour les poutres et remplacer les câbles de précontrainte parpost-tension non liaisonnés.

Parmi les autres produits à l'essai, mentionnons les barres d'armature enplastique renforcé aux fibres et le béton renforcé aux fibres.

Bon nombre de ces produits ont été utilisés dans l'industrie de la constructionen Europe et au Japon, mais ils n'ont pas encore été mis à l'essai par lesautorités canadiennes. Il faudra d'abord élaborer des normes à l'intention del'industrie et améliorer la viabilité économique de ces matériaux.

Les ingénieurs qui participent à la conception et à la réfection des ouvrages destationnement doivent se tenir informés des progrès réalisés dans la mise aupoint de tels produits, dont bon nombre se prêtent très bien à la réfection


204

d'ouvrages exposés à des conditions rigoureuses, comme les ouvrages destationnement.

RÉFÉRENCES

1. Aalami, Bijan O. et Barth, Florian G., Restraint Cracks and their Mitigation inUnbonded Post-Tensioned Building Structures, Post-Tensioning Institute, Phoenix,Arizona.

2. Aalami, Bijan, O., et Swanson, David T., Innovative Rehabilitation of a ParkingStructure, Concrete International, février 1988.

3. Chrest, Anthony, P., Smith, Mary S., et Bhuyan, S., Parking Structures.

4. Freyermuth, Clifford, L., Structural Integrity of Buildings Constructed withUnbonded Tendons, Concrete International, mars 1989.

5. Guide to Durable Concrete, Rapport du Comité 201 de l'ACI.



8. Parking Structures, Pre-stressed Concrete Institute, Chicago, Illinois.

9. Rehabilitating Parking Structures with Corrosion-Damaged Button Head Post-Tensioning Tendons, Part I, Concrete International, octobre 1991.

10. Rehabilitating Parking Structures with Corrosion-Damaged Button HeadedPost-Tensioning Tendons, Part II, Concrete International, mars 1992.

11. Norme CSA S448.1-93, Repair of Reinforced Concrete in Buildings, Associationcanadienne de normalisation.

12. Repair and Rehabilitation II, Compilation 20, American Concrete Institute.

13. Research Project No: 7, Survey of Prescast Prestressed Concrete.

14. Schupack, Morris, Evaluating Buildings with Unbonded Tendons, ConcreteInternational, octobre 1991.


205

15. Tracy, Robert, Crower, Steven, et Zeort, Khadje, Evaluation of a Deteriorated Post-Tensioned One-Way Slab, Concrete International, juin 1991.

16. Webster, Norman, R., Evaluation of Unbonded Post-Tensioned Structures, 2ndCanadian Symposium on Cement and Concrete, Université de Colombie-Britannique,Vancouver (C.-B.).


206

Chapitre 9

HYDROFUGES ET MEMBRANES D'IMPERMÉABILISATION

TABLE DES MATIÈRES

Page


9.2 CRITÈRES DE RENDEMENT 208

9.2.1 Membranes d'imperméabilisation 2089.2.2 Hydrofuges 210

9.3 MATÉRIAUX 213

9.3.1 Types de membranes d'imperméabilisation 2139.3.2 Types d'hydrofuges 216

9.4 APPLICATION 220

9.4.1 Membranes 2209.4.2 Hydrofuges 221

9.5 CRITÈRES DE SÉLECTION D'UN SYSTÈMED'IMPERMÉABILISATION 223

9.5.1 Membranes 2249.5.2 Hydrofuges 225

9.6 SCELLEMENT DES JOINTS DE DILATATION 226

RÉFÉRENCES 227


207

Figures :Fig. 9.1 Joint de dilatation et produit d'étanchéité

9.2 Joint de dilatation et garniture travaillant en compression9.3 Joint de dilatation et cordon d'étanchéité préformé9.4 Joint de dilatation et cordon d'étanchéité préformé avec plaque de

protection intégrée9.5 Joint de dilatation et cordon d'étanchéité préformé avec plaque de

protection monolithique9.6 Joint de dilatation et cordon d'étanchéité préformé avec dispositif de

protection en aluminium noyé dans le béton9.7 Joint de dilatation et membrane caoutchoutée appliquée à chaud9.8 Joint de dilatation et membrane en feuille


208

HYDROFUGES ET MEMBRANES D'IMPERMÉABILISATION

9.1 GÉNÉRALITÉS

On applique généralement un système d'imperméabilisation sur les dalles desouvrages de stationnement pour empêcher l'humidité et le sel de déglaçage depénétrer dans le béton et l'eau de s'infiltrer dans les espaces sous-jacents par lesfissures ou les joints.

Pour qu'un système d'imperméabilisation soit efficace, il doit remplir cesfonctions tout en résistant aux charges de service et aux produits chimiques. Ildoit offrir une surface sécuritaire que celle-ci soit sèche ou mouillée.

9.2 CRITÈRES DE RENDEMENT

9.2.1 Membranes d'imperméabilisation

1. ImperméabilisationUne membrane efficace doit empêcher l'absorption de l'eau par la dalle.

2. PorositéLes avantages et l'efficacité d'une membrane poreuse ne sont ni bien éprouvésni décrits dans les ouvrages. Aussi le responsable doit-il faire l'essai de cesmembranes pour un taux d'humidité donné (2 p. 100, selon la méthode de lamasse ou 14 p. 100, selon la méthode électrolytique) avant de l'appliquer. Onestime que les membranes poreuses risquent, sous les pressions exercées par lespneus d'automobile, de laisser pénétrer l'eau.


209

Dans le cas de dalles contaminées par les chlorures, il est possible que lamembrane n'empêche pas la corrosion d'attaquer l'acier d'armature si le tauxd'humidité est suffisamment élevé. Pour protéger les dalles contaminées, ilfaudra donc choisir une membrane qui ? respire? et qui permet l'assèchement dubéton. Si la sous-face de la dalle est exposée à un très faible taux d'humidité,c'est-à-dire qui ne nuit pas à l'assèchement, le problème de la corrosion peut nepas se poser.

3. Colmatage des fissuresLes systèmes d'imperméabilisation doivent former une barrière étanche sur lesfissures qui se forment dans la dalle. Le plus souvent, les fabricants doiventprévoir des détails supplémentaires qui renforceront la membrane àl'emplacement des fissures. Ces détails varient selon la nature et la taille desfissures et le type de membrane utilisée. La membrane doit conserver sacapacité à colmater les fissures dans toute la gamme des températuresauxquelles elle sera vraisemblablement exposée. Idéalement, la membraned'imperméabilisation ne devrait être appliquée qu'après formation des fissuresde retrait.

4. AdhérenceLa membrane doit adhérer suffisamment à la dalle pour résister aux forces decisaillement produites par les charges de service et aux forces de tractionengendrées par les pressions de vapeur. Une perte d'adhérence provoquegénéralement la rupture de la membrane.

5. Résistance aux chocsUne membrane d'imperméabilisation doit être conçue pour résister à lacirculation des véhicules et, dans les ouvrages extérieurs, à la circulation deschasse-neige.

6. Résistance aux attaques chimiquesDans les ouvrages de stationnement, les membranes sont exposées à denombreux produits chimiques. Pour demeurer efficaces, elles doivent résister àces attaques.

7. Résistance aux rayons ultravioletsLes propriétés des membranes utilisées dans des ouvrages extérieurs ne doiventpas être altérées par les rayons ultraviolets.

8. Souplesse par temps froid


210

Les membranes doivent conserver leur souplesse par temps froid pour protégerefficacement la dalle à l'emplacement des fissures et résister aux chocs prévus.Les normes actuelles, comme la norme 957 de l'ASTM, ne donnent pas desrésultats fiables, et les matériaux qui ont été jugés satisfaisants lors d'essais enlaboratoire se sont révélés peu efficaces sur le terrain.

Il faut donc évaluer les membranes non seulement en s'assurant de leurconformité aux normes, mais aussi en vérifiant leur rendement dans le cadre deprojets semblables. Parmi les méthodes d'essai normalisées qui servent àévaluer le rendement des membranes d'imperméabilisation, mentionnons :? ASTM E96 - Water Vapour Transmission? ASTM C957 - Crack Bridging? ASTM C957 et ASTM D4541 - Adhesion to Concrete? ASTM 471-79 - Resistance to Aggressive Liquids? ASTM C 957 - Weather Resistance of Membranes? ASTM C957 - Low Temperature Flexibility? Essai d'usure par frottement de Walker - Abrasion des membranes par

des moyens physiques? CAN/CGSB 37.50 - Bitume caoutchouté, appliqué à chaud pour le

revêtement des toitures et l'imperméabilisation à l'eau? CAN/CGSB 37.51 - Application à chaud du bitume caoutchouté pour

le revêtement des toitures et pour l'imperméabilisation? CAN/CGSB 37.65 - Mastic d'asphalte (procédé à chaud) pour

revêtements de sol? CAN/CGSB 37.68 - Mastic d'asphalte (procédé à chaud) pour

l'imperméabilisation

9.2.2 Hydrofuges

1. ImperméabilitéUn hydrofuge doit faire obstacle aux infiltrations d'eau et de chlorures à l'étatliquide, de sorte qu'un béton traité laissera passer moins de liquide qu'un bétonnon traité.

2. PorositéOn dit d'un hydrofuge qu'il est poreux lorsqu'il permet l'évaporation de lavapeur d'eau et l'assèchement du béton. Un béton qui peut s'assécher sera plusrésistant et moins propice à la corrosion.


211

3. Résistance aux attaques chimiquesLes hydrofuges doivent résister aux huiles et aux fluides laissés par lesvéhicules sur le tablier de l'ouvrage de stationnement tout en remplissant leurfonction. À ce jour, on n'a mené aucune recherche approfondie pourdéterminer l'effet de ces divers produits chimiques sur le rendement deshydrofuges.

4. Résistance aux rayons ultravioletsL'information dont on dispose sur le rendement des hydrofuges exposés auxrayons ultraviolets provient essentiellement d'observations sur place. Leshydrofuges dits pénétrants sont protégés des rayons ultraviolets par le béton.

5. Pouvoir pénétrantLe pouvoir pénétrant des hydrofuges a un effet non seulement sur leurrésistance aux rayons ultraviolets, mais aussi sur leur résistance à l'abrasionsuperficielle. Des essais en laboratoire ont toutefois révélé qu'une pénétrationexcessive favorise une trop grande diffusion de l'hydrofuge et empêche laformation de couches hydrophobes complètes.

6. FiniCertains hydrofuges ont un fini inégal ou brillant qui peut être ou nonacceptable. D'autres laissent un fini collant qui tend à retenir la poussière.

7. Résistance au dérapage de freinageLes hydrofuges ne devraient pas réduire sensiblement la résistance au dérapagede freinage de la surface lorsqu'ils sont appliqués sur les voies de circulationautomobile ou piétonnière.

8. ToxicitéCertains hydrofuges et supports font partie des substances dites dangereuses. Ilfaut consulter les fiches signalétiques du produit avant usage.

9. VolatilitéCertains ingrédients actifs de l'hydrofuge peuvent s'évaporer si le produit esttrop volatil. Il faut surveiller de près les conditions dans lesquels le produit estappliqué pour réduire au minimum la perte d'ingrédients actifs. Les hydrofugesdoivent être conformes aux exigences de volatilité imposées par le commissairedes incendies.

10. Résistance aux cycles gel/dégel et à l'écaillage dû au selGénéralement, les hydrofuges, poreux ou non poreux, peuvent réduire larésistance du béton aux cycles de gel/dégel et à l'écaillage dû au sel. On doit


212

donc éviter d'appliquer un hydrofuge sur un béton qui présente une faiblerésistance au gel et au dégel.

Après modification de certains essais normalisés, on a pu, avec un certainsuccès, évaluer en laboratoire les propriétés des hydrofuges. Voici une liste deces essais :

? Reduction in Water Absorption - ASTM C642? Freeze-Thaw/Salt Scaling - ASTM C672? 90 Day Salt Ponding Tests - AASHTO T259 et T260? Pavement Surface Friction - ASTM E303? Rapid Determination of the Chloride Permeability of Concrete -

AASHTO T227

Soulignons à ce sujet que l'Alberta Transportation and Utilities a mis au pointune série d'essais d'imperméabilité, de porosité et de résistance à l'abrasion, qu'ila largement employés. Ces essais devaient reproduire le plus fidèlementpossible les conditions réelles d'utilisation, et on a pu établir une corrélationsatisfaisante entre les résultats des essais en laboratoire et sur le terrain. On apar ailleurs défini des critères permettant d'établir l'acceptabilité des différentshydrofuges pour diverses applications. De nombreux fabricants ont soumisleurs produits à ces essais et indiqueront les résultats obtenus dans leurdocumentation. L'ATU souligne toutefois que ces résultats ne s'appliquentqu'aux hydrofuges appliqués sur du béton neuf de bonne qualité et qu'il fautdonc s'assurer que le produit donnera le rendement attendu sur un béton plusancien (et peut-être carbonaté) en menant des essais sur des éprouvettes debéton traité, prélevées sur place. Cet exercice peut d'ailleurs se révéler assezcoûteux.

On a mis au point deux essais in situ dans le cadre du Programme stratégiquede recherche routière du Canada afin d'évaluer l'efficacité des hydrofuges sur leterrain. Le premier essai, qui vise à mesurer l'effet du produit sur la résistivitéélectrique du béton, consiste à tracer des bandes de peinture conductrice sur lasurface et à mesurer la résistivité du béton après mouillage et séchage. Lesessais sur le terrain menés à ce jour tendent à confirmer l'efficacité de cetteméthode. Dans le deuxième essai, qui sert à mesurer l'absorption d'eau, onscelle un tube sur la surface de béton et on le remplit d'eau. La quantité d'eauabsorbée en un temps donné devrait indiquer le rendement relatif des différentshydrofuges. Les résultats des essais sur place menés à ce jour diffèrent desrésultats obtenus en laboratoire. Il est, en effet, difficile d'obtenir un tubeparfaitement étanche par temps très chaud ou très froid. Le ministère desTransports de l'Ontario évalue actuellement l'essai de résistivité électrique.


213

Tant que ces essais n'auront pas atteint un certain niveau de fiabilité, on pourradifficilement évaluer le rendement des hydrofuges sur le terrain. Il n'est pastoujours possible d'établir une corrélation entre les résultats obtenus enlaboratoire et en chantier en raison de la nature variable et de la chimiecomplexe du béton.

9.3 MATÉRIAUX

9.3.1 Types de membranes d'imperméabilisation

Un système d'imperméabilisation est généralement constitué d'une membrane,recouverte ou non d'une chape d'usure. Ces systèmes peuvent être regroupésen deux grandes catégories :

? les systèmes à chape mince? les systèmes à chape épaisse

Les membranes peuvent être appliquées à l'état liquide (à chaud ou à froid) ousous forme de feuilles (adhésives ou fixées au chalumeau). Il faut surveiller deprès le rendement sur place des produits avant de fixer son choix. On trouveraau tableau suivant une classification sommaire des principaux systèmes offerts.


214

Membranes d'imperméabilisationClassificationdes systèmes

CHAPE MINCE CHAPE ÉPAISSE

Composition dela membrane

? Uréthane? Uréthane/époxyde? Néoprène

? Bitumineuse ? Bitumineuse? Uréthane

Moded'application

? Liquide à froid ? Liquide àchaud

? Liquide à chaud? En feuille à froid? En feuille auchalumeau

? Liquide à froid? Liquide à chaud? En feuille auchalumeau

? Liquide à froid? Liquide à chaud? En feuille auchalumeau

Chapes d'usure ? Époxyde? Uréthane

LiaisonnéeMastic

LiaisonnéeBéton Asphalte

Non liaisonnéeBétonAsphalte

Chape en béton nonliaisonnée

Épaisseurs desmembranes

1 à 2 mm 2 à 3 mm 1,5 à 3 mm À froid- 1,6 mmEn feuille au chalumeau- 3 mmLiq. à chaud - 5 mm

À froid- 1,6 mmEn feuille auchalumeau - 3 mmLiq. à chaud - 5 mm

Épaisseurs deschapes

1 à 2 mm 15 à 20 mm 25 à 40 mm 75 mm (min) 75 mm (min)

TABLEAU 9.1

1. Chapes d'usure minces

Les chapes d'usure minces sont généralement appliquées à froid à l'étatliquide pour former un système d'environ 3 mm d'épaisseur. Lessystèmes à chape mince consistent ordinairement en une membraned'imperméabilisation et en une chape d'usure. Celle-ci peut être faitedans une vaste gamme de matériaux allant de l'époxyde semi-rigide àl'uréthane souple.

Les systèmes à chape mince présentent les inconvénients suivants :

? Ils ne conviennent pas dans les endroits où le déneigement se fait aumoyen de chasse-neige.

? Ils doivent recevoir un traitement spécial à l'emplacement des joints dedilatation.

? Ils laissent transparaître les défauts de la surface.? La chape d'usure tend à s'user rapidement dans les zones de forte

circulation.? Ils peuvent être difficiles à nettoyer si la chape contient des granulats de

fort calibre.? La chape d'usure et la membrane sont altérées par les rayons

ultraviolets.


215

Les systèmes à chape mince présentent les avantages suivants :

? La détérioration de la surface de la dalle est facile à déceler.? La dalle n'a pas à supporter de charge supplémentaire importante.? Le dégagement vertical n'est pas sensiblement réduit.? Ils sont généralement très résistants aux attaques chimiques.? Ils offrent une excellente surface de traction pour les pneus.? Ils sont vendus en plusieurs teintes; on peut donc choisir une teinte qui

augmentera les niveaux d'éclairement ou réduira les gains solaires.? Il est possible d'appliquer la membrane sur des éléments de forme

irrégulière.

2. Systèmes à chape épaisse

Les systèmes à chape épaisse comportent ordinairement une membranebitumineuse, qui peut être appliquée à l'état liquide ou sous forme de feuille. Leplus souvent en asphalte, les chapes d'usure peuvent aussi être en béton. Cessystèmes font généralement plus de 15 mm d'épaisseur.

On trouvera au tableau 9.1 les différentes combinaisons possibles demembranes et de chapes épaisses.

Les systèmes à chape asphaltique présentent les inconvénients suivants :

? L'échappement des gaz de la chape et l'humidité peuvent causer laformation de boursouflures. Ce problème est surtout associé auxsystèmes qui comportent une seule couche de bitume appliquée à l'étatliquide et dans lesquels la membrane fait donc moins de 2 mmd'épaisseur.

? Ils offrent peu de résistance aux attaques chimiques.? L'asphalte peut être déplacé par les charges imposées par les roues des

véhicules. L'ampleur de ce problème est généralement fonction de lastabilité de l'asphalte et de l'épaisseur de la membrane.

? La membrane peut perdre de son adhérence lorsque les pressions devapeur dépassent son pouvoir adhérent. Ce problème est étroitementassocié aux membranes adhésives qui, appliquées sous forme defeuilles, tendent à emprisonner les vapeurs.

? En raison de l'épaisseur du système, il est difficile de déceler rapidementles délaminations à la surface de la dalle.

? Les chapes d'usure liaisonnées au mastic ne conviennent pas auxapplications extérieures.


216

? Dans les applications extérieures, une surface noire tend à élever latempérature de la dalle, ce qui en accentue le mouvement thermique etfavorise la fissuration.

? La charpente doit supporter une charge supplémentaire.? Il faut évaluer l'incidence de ces systèmes sur le dégagement vertical.? Ils offrent généralement peu de stabilité dans les pentes.

Les systèmes à chape épaisse présentent les avantages suivants :

? Ils conviennent bien dans les endroits où le déneigement se fait aumoyen de chasse-neige.

? Ils ne laissent pas transparaître les défauts de la surface.? Ils ne nécessitent qu'un traitement peu coûteux à l'emplacement des

joints.? Ils offrent une bonne surface de traction pour les pneus.

9.3.2 Types d'hydrofuges

Essentiellement, les produits hydrofuges qui sont utilisés pour traiter lessurfaces en béton des ouvrages de stationnement peuvent être divisés en deuxgrands groupes : les hydrofuges pénétrants et les enduits superficiels.Cependant, dans certains documents, seuls les produits pénétrants sont dits?hydrofuges? , les produits de traitement de surface étant tout simplementappelés ?produits d'étanchéité? . C'est pourquoi il faut toujours vérifier la natureexacte du produit dont il est question dans ces documents.

Les hydrofuges pénétrants sont absorbés et réagissent avec le béton pourconférer à la surface des propriétés hydrofuges. Aucune pellicule n'est formée,et les pores du béton ne sont pas obstrués. Les fissures ne sont pas colmatées,mais les petites fissures peuvent être imperméabilisées si le produit possède despropriétés hydrophobes suffisantes. Les fissures plus larges doivent êtrecolmatées au moyen d'un mastic souple.

Les enduits superficiels sont des produits qui adhèrent à la surface du béton etforment une pellicule. Le pouvoir imperméabilisant du produit est généralementsans rapport avec les propriétés du béton, mais le produit n'est efficace quedans la mesure où il adhère fermement à la surface. On considère ordinairementcomme des enduits superficiels les produits qui pénètrent de moins de 2 mmdans la dalle.

On applique des hydrofuges pénétrants et des enduits superficiels dans les


217

ouvrages de stationnement pour empêcher le béton d'absorber les chloruresdans des quantités qui pourraient entraîner la corrosion de l'acier d'armature.

Dans le cas des tabliers en béton, les produits les plus efficaces sont leshydrofuges au silane et au siloxane, qui peuvent être mêlés à différentssupports, dont l'eau, l'alcool et les essences minérales. Au moment del'application, il faut tenir compte de la toxicité des supports et fournir auxtravailleurs des dispositifs de protection appropriés.

Voici une liste des grands types de produits les plus répandus ainsi qu'une brèvedescription de chacun.

1. Silanes (hydrofuges pénétrants)Les silanes alkylalkoxydes sont une famille de molécules monomères obtenuesà partir de différents groupes alkyles liés par une molécule de silicone.

Le pouvoir imperméabilisant des silanes procède d'une double réactionchimique entre l'hydrofuge et le béton. Tout d'abord, les silanes réagissent avecl'eau contenue dans le béton pour former des groupes silanols. Cette réactionne peut avoir lieu que dans un milieu alcalin (pH élevé). Dans un deuxièmetemps, les groupes silanols réagissent avec la silice (sable) du béton pourformer une couche hydrophobe sur les parois des pores internes du béton.

On trouve sur le marché différentes sortes de silanes formés de divers groupesalkyles liés par une molécule de silicone. Ces produits n'agissent pas tous de lamême manière. Certains hydrofuges au silane ont donné de bons résultats aucours d'essais en laboratoire, mais d'autres produits du même type produisaientune pellicule hydrophobe qui résistait mal en milieu alcalin, même si cettealcalinité était nécessaire à la réaction initiale. Certains silanes peuvent sepolymériser si, au cours de l'application, ils entrent en contact avec l'eausuperficielle; ils perdent alors leur pouvoir pénétrant et ne peuvent réagir avecle béton.

Les molécules de silane sont très petites et peuvent pénétrer même un bétontrès dense. On peut appliquer des couches supplémentaires d'hydrofuge ausilane sur le béton traité afin d'obtenir un effet synergique.

Les silanes sont volatils, et certains ingrédients actifs peuvent s'évaporerpendant l'application, en particulier si cette opération ne se déroule pas dansdes conditions idéales.

Parmi les derniers progrès réalisés dans la technologie des silanes, mentionnons


218

la mise au point d'hydrofuges entièrement solides et d'hydrofuges en solutionaqueuse, laquelle comporte moins de risques que les supports classiques à based'alcool.

2. Siloxanes (hydrofuges pénétrants)Les siloxanes oligomères (alkylalkoxisiloxanes) sont des silanes partiellementhydrolysés (c'est-à-dire ayant subi une réaction partielle avec l'eau). Lessiloxanes réagissent avec la silice contenue dans le béton pour former unecouche hydrophobe. Ils sont souvent considérés comme faisant partie de lafamille des silanes. Les molécules de siloxane étant oligomères plutôt quemonomères, elles sont plus grosses que les molécules de silane; le produit nepeut donc pénétrer aussi profondément dans la surface et peut ne pas êtreindiqué dans la protection des bétons lourds. Des expériences ont montré qu'onpeut difficilement traiter au siloxane un béton préalablement traité au silane. Ilsemble en effet que la couche hydrophobe formée par l'hydrofuge d'originepeut empêcher la pénétration du siloxane.

L'application de siloxanes est parfois suivie d'une application de méthacrylatede méthyle. Cette couche de protection améliore les propriétés hydrofuges et lacapacité à repousser les chlorures, en plus de faire obstacle aux gazatmosphériques. On peut recourir à ce système pour prévenir la carbonatationdu béton, réaction qui se produit entre le béton et le dioxyde de carbone qui, enabaissant le pH du béton, favorise la corrosion de l'acier d'armature. À l'instardes autres enduits superficiels, cette couche de protection résiste mal à l'usure.

Les siloxanes étant moins volatils que les silanes, la perte d'ingrédients actifs estmoins importante pendant l'application. C'est pourquoi les siloxanescontiennent généralement un pourcentage moins élevé d'ingrédients actifs queles silanes.

3. Huile de lin (hydrofuge pénétrant)L'huile de lin pénètre dans le béton, mais les essais ont montré que ce produitpossède un pouvoir imperméabilisant très limité et n'empêche à peu près pasl'infiltration de chlorure. Elle fait par ailleurs jaunir les surfaces et se détérioresous l'action des rayons ultraviolets. L'huile de lin présente dans le béton peutréduire le rendement des hydrofuges au silane, car elle forme sur les parois d'uncertain nombre de pores un enduit qui empêche la réaction uniforme de cesproduits sur toute la surface. D'autres hydrofuges donnent un rendementsupérieur en présence d'huile de lin.

4. Époxydes (hydrofuges pénétrants et enduits superficiels)Certains époxydes sont des hydrofuges pénétrants, d'autres, des enduits


219

superficiels. Les époxydes sont des produits à deux composants qui doiventêtre mélangés sur place et subir une polymérisation chimique. Au cours desdiverses études menées en laboratoire, on a constaté que les époxydespossédaient, plus que tout autre produit, des propriétés extrêmement variables.Certains produits, en particulier les époxydes purs, affichaient un excellentpouvoir imperméabilisant, tandis que d'autres, surtout ceux qui renfermaientdes polysulfures, donnaient à cet égard des résultats médiocres. Les époxydestendent à jaunir, sont susceptibles au poudrage et laissent généralement un finibrillant et parfois irrégulier qui réduit la résistance de la surface au dérapage defreinage. Les époxydes filmogènes perdent généralement de leur efficacitélorsqu'ils sont usés par une circulation intense. Il faut ajouter que le coefficientde dilatation thermique des époxydes est beaucoup plus élevé que celui dubéton, ce qui peut causer la fissuration de la pellicule.

5. Acryliques (enduits superficiels)Les résines acryliques sont des enduits superficiels qui offrent une bonnerésistance aux rayons ultraviolets et à l'humidité et qui adhèrent bien auxsurfaces sèches. On ne doit pas les utiliser comme enduits superficiels dans leszones de forte circulation, car elles résistent mal à l'usure. On a par ailleursconstaté que ces produits réduisaient la résistance au dérapage de freinage dessurfaces.

6. Uréthanes (enduits superficiels)Les enduits au polyuréthane sont des produits à un ou à deux composants. Ilslaissent généralement un fini brillant, qui tend à jaunir et à peler. Ces produitssont en outre toxiques, car ils renferment des groupes isocyanates.

7. Silicates (hydrofuges pénétrants)Il fut un temps où l'on croyait que les silicates pénétraient dans le béton etréagissaient avec le calcaire libre pour former des sels insolubles quicolmataient les pores du béton. Cependant, des essais ont révélé que cesproduits possédaient un pouvoir imperméabilisant négligeable et nerepoussaient que faiblement les chlorures.

8. Silicones (enduits superficiels)Le silicone est un hydrofuge polymère inorganique à base de silicium etd'oxygène que l'on appelle aussi polysiloxane. La pellicule superficielle forméepar ce produit se dégrade sous l'action des rayons ultraviolets et résiste mal àune baisse de l'alcalinité et à l'usure. Leur usage sur le béton est doncdéconseillé.

9. Alkydes (enduits superficiels)


220

Les résines alkydes affichent une faible résistance aux alcalis et tendent à jauniravec le temps. Il n'est généralement pas recommandé de les appliquer sur lebéton.

9.4 APPLICATION

9.4.1 Membranes

Un produit mal appliqué ne donnera jamais de bons résultats. Il est essentiel dese conformer rigoureusement aux méthodes d'application recommandées pourchaque type de membrane. Voici une liste des exigences les plus fondamentales:

? Teneur en humidité : En général, les fabricants recommandentd'attendre que le béton ait subi une cure de 14 à 28 jours avantd'appliquer la membrane. Rares sont les fabricants qui indiquent lestaux acceptables d'humidité dans leur documentation.

? Préparation de la surface : La surface de béton doit être solide, propreet exempte de poussière, d'huile, de graisse, de produits de cure,d'agents de démoulage ou de tout autre contaminant qui pourrait nuireà l'adhérence de la membrane. Pour nettoyer la surface, on peut lagrenailler ou la décaper au jet d'eau à haute pression, la poncer ou lameuler à la machine. Le procédé de nettoyage le plus répandu estcertainement le grenaillage.

? Température : Il est généralement admis qu'une membraned'imperméabilisation ne doit pas être posée à moins de 5 EC. En-deçàde cette température, l'humidité qui pourrait avoir gelé à l'intérieur ou àla surface de la dalle peut, en dégelant, nuire à la bonne adhérence de lamembrane. Par temps froid, la pose de certaines membranes exige desprécautions spéciales et peut même être déconseillée. Il faut consulterle fabricant avant de poser une membrane par temps froid.

? Mélange du produit : Dans le cas de membranes à plusieurscomposants, il est essentiel de mélanger parfaitement les matériauxpour obtenir un système uniforme.

? Méthodes d'application : Les membranes peuvent être appliquées parpulvérisation, au moyen d'une raclette, au rouleau ou à l'aide d'unetruelle. Le fabricant de chaque membrane fournit le mode d'emploi


221

pour la mise en place de son produit; il est important de suivre sesrecommandations.

? Contrôle de l'épaisseur : On contrôle généralement l'épaisseur de lamembrane en la mesurant. On calcule le taux d'application et on vérifie,pendant l'application, l'épaisseur obtenue au moyen d'une jauged'épaisseur de pellicule humide. La plupart des échantillons sontmesurés à l'aide d'un micromètre, une fois la cure terminée.

? Traitement des fissures : Le traitement des fissures est généralementindiqué par le fabricant de la membrane. Le plus souvent, on renforce lamembrane à l'emplacement des fissures en ajoutant une épaisseur demembrane ou de tissu de renfort. À cet égard, il faut au moins satisfaireaux exigences du fabricant.

? Conception des détails : Pour obtenir un système d'imperméabilisationvraiment efficace, il faut accorder une attention particulière à la pose dela membrane aux extrémités, à l'emplacement des murs et des colonnes,aux endroits où le matériau doit être rabattu et aux traversées de ladalle. Comme les fabricants n'indiquent pas toujours la façon de traiterces détails, il peut être nécessaire de le consulter pour obtenir desprécisions.

9.4.2 Hydrofuges

La mise en place d'un hydrofuge doit faire l'objet d'une étroite surveillance.

? On a constaté que la préparation de la surface est un facteur critiquedans le rendement d'un hydrofuge et que le grenaillage est la méthodeque l'on utilise le plus souvent pour débarrasser la surface de toutetrace d'huile et de produits de cure. Il faut en outre éliminer les zonesaltérées. Certains chercheurs estiment qu'il n'est pas nécessaire derecourir au grenaillage lorsqu'on applique une couche complémentaired'hydrofuge au silane, mais recommandent un bon lavage à l'eau quidébarrassera la surface des poussières et des débris. En effet, lanouvelle couche peut facilement pénétrer le béton préalablementasséché.

? Une application par grand vent peut entraîner une perte importante desingrédients actifs, surtout s'il s'agit d'un hydrofuge au silane. Ceproblème est moins marqué dans le cas d'hydrofuges au siloxane, car


222

ces produits sont moins volatils.

? L'application du produit sur une surface mouillée peut produire uneimperméabilisation imparfaite. Le problème est plus marqué avec lessiloxanes qu'avec les silanes.

? Il faut contrôler la qualité du produit en mesurant périodiquement lateneur en solides du produit livré sur le chantier afin de s'assurer de saconformité aux spécifications du fabricant. La teneur en solides devraitse situer entre 6 et 100 p. 100.

? Il faut vérifier le taux d'application et l'augmenter aux endroits où lebéton est plus poreux.

? Certains chercheurs recommandent de vaporiser de l'eau sur lessurfaces traitées au silane pour en faciliter l'hydrolyse après pénétration.

? La surface d'un béton ancien peut avoir subi une carbonatation qui peutavoir abaissé le pH et empêcher les hydrofuges de réagir avec le béton.Certains fabricants recommandent, dans ce cas, d'utiliser un catalyseurqui consiste le plus souvent en une solution d'hydroxyde alcaline qui,ajoutée à l'hydrofuge, élèvera localement le pH du béton pour faciliterla réaction.

? Il faut mêler périodiquement les hydrofuges vendus dans de grandscontenants pour s'assurer que les ingrédients actifs demeurent ensuspension dans le mélange.

? Il faut colmater les fissures dans le béton traité afin d'empêcher l'eau des'infiltrer dans la dalle. Le produit de colmatage doit être appliquéuniquement sur la face supérieure de la dalle. L'application de ceproduit sur la sous-face peut emprisonner l'eau à teneur en sel dans ladalle, ce qui peut provoquer la corrosion de l'acier d'armature.

? L'entrepreneur qui applique l'hydrofuge doit posséder l'expériencenécessaire pour déterminer si les conditions ambiantes sont ou nonpropices à l'application du produit et s'il y a lieu d'ajouter un autreproduit.


223

9.5 CRITÈRES DE SÉLECTION D'UN SYSTÈME D'IMPERMÉABILISATION

Plusieurs facteurs doivent être considérés au moment de choisir un systèmed'imperméabilisation. Dans les nouveaux ouvrages, on aura généralement prévula mise en place de la membrane d'imperméabilisation exigée par le Codenational du bâtiment pour les ouvrages non précontraints ou précontraints enpost-tension.

Dans le cas d'anciens ouvrages, il faut tenir compte du niveau de contaminationantérieure par les chlorures, de la vitesse actuelle de corrosion, des conditionsd'exposition (ouvrage intérieur ou extérieur), des limites de charge et deslimites d'encombrement vertical lorsqu'on choisit une méthode de réfection etde protection.

Les dalles anciennes qui présentent un taux de contamination par le sel dedéglaçage très élevé peuvent être fortement délaminées et subir une corrosioncontinue. Si les travaux de réfection visent à réparer toutes les zonesdélaminées et tout l'acier d'armature qui se détériore sous l'effet de la corrosion,il est conseillé de protéger la dalle au moyen d'une membrane afin d'empêcherla contamination du nouveau et de l'ancien béton par le sel de déglaçage.

Nous avons constaté que les hydrofuges peuvent assécher la dalle et ralentirainsi la corrosion. Lorsque les dalles subissent une corrosion active mais neprésentent qu'un faible taux de délamination, on devrait se contenter de réparerle béton délaminé, d'appliquer un hydrofuge et d'engraver et de sceller lesfissures qui fuient. Il faut, après application de l'hydrofuge, s'assurer del'efficacité du produit. Si l'on s'aperçoit que l'hydrofuge n'assèche pasconvenablement le béton et ne repousse que faiblement les sels, il faut faire unedeuxième application d'hydrofuge. Il est possible que la dalle s'assèchesuffisamment pour interrompe le processus de corrosion. Il faut alors protégerla dalle au moyen d'une membrane.

Dans certains cas, il n'est pas recommandé de mettre en place une membranesur une dalle fortement contaminée par les sels de déglaçage et présentant uneforte activité de corrosion, mais l'ajout d'une membrane améliore généralementle rendement du tablier. Comme le processus de délamination n'est pasinterrompu, les réparations effectuées ultérieurement peuvent coûter très cherpuisqu'il faut alors refaire la membrane. Il arrive que la pose d'une membranesoit nécessaire s'il est impossible d'engraver et de colmater les fissures parceque le nombre de fissures est trop important ou que la contamination par lechlorure ou l'activité de corrosion a atteint un seuil critique.


224

Au moment de choisir un type de membrane ou d'hydrofuge, il faut comparerle rendement antérieur des divers produits et ne retenir que les produits dontl'efficacité est démontrée. Il faut également tenir compte des conditionsd'exposition, des limites de charge et d'encombrement vertical, du fini, del'aspect ainsi que des résultats des essais de rendement du produit.

9.5.1 Membranes

Les lignes directrices qui suivent fournissent au concepteur les critères surlesquels il devra fonder le choix d'une membrane d'imperméabilisation. Cescritères doivent être utilisés en conjonction avec les données de rendement desproduits dans le cadre de projets semblables.

? La membrane doit satisfaire aux critères de rendement énoncés à lasection 9.2.1.

? Conditions d'exposition (ouvrage intérieur ou extérieur) : Il faut choisirun système adapté aux conditions d'exposition et aux charges prévues.

? Charges et dégagement vertical : Dans un nouvel ouvrage, il estpossible de prévoir un système d'imperméabilisation à chape épaisse dèsle stade de la conception. Dans le cadre de travaux de rénovation, ilfaut toutefois évaluer les ouvrages afin de s'assurer qu'ils possèdent lacapacité portante nécessaire pour supporter une charge supplémentaireet que le nouveau système ne réduira pas le dégagement verticalprescrit.

? Aspect et entretien : L'aspect du système et sa facilité d'entretien sontdes facteurs à considérer au moment de la sélection. Les systèmes decouleur claire améliorent les niveaux d'éclairement mais se salissentrapidement.

? Traction : La membrane retenue doit offrir une bonne surface detraction, qu'elle soit mouillée ou sèche, tant pour les piétons que pourles véhicules.

? Coût : Au moment de choisir une membrane, il faut considérer lesavantages et les inconvénients qu'elle présente sur le plan de


225

l'installation et de la réparation. Il faut également tenir compte dutraitement des joints de dilatation dans le calcul du coût d'un systèmepuisque le choix du produit d'étanchéité est, dans certains cas,étroitement lié à celui de la membrane.

9.5.2 Hydrofuges

Comme il est impossible d'établir une étroite corrélation entre les essais menéssur le terrain ou en laboratoire et le rendement à long terme des produits, leconcepteur doit considérer les commentaires ci-après comme de simples lignesdirectrices destinées à faciliter le choix d'un hydrofuge.

? Pourcentage de solides : En général, un produit qui renferme unpourcentage élevé de solides donnera de meilleurs résultats avec unnombre réduit d'applications qu'un produit plus dilué.

? Taux d'application : Le taux d'application détermine la quantité deproduit qui doit être utilisée. Il faut tenir compte de la variabilité despropriétés du béton à traiter.

? Nombre de couches : Ce facteur a une incidence sur les coûts de main-d'oeuvre.

? Type de béton :

1. Béton lourd : Utiliser un produit de faible viscosité et de faibletaille moléculaire, comme un hydrofuge au silane.

2. Béton poreux : Utiliser un produit de viscosité élevée et deforte taille moléculaire, comme un siloxane. Un produit defaible viscosité pourrait subir une diffusion excessive.

? Il faut se rappeler qu'à l'intérieur de chaque grande catégoried'hydrofuges, il existe différentes qualités de produit. Il faut vérifier lerendement antérieur des différents produits et prendre connaissance desrésultats des essais menés en laboratoire.

? Les enduits superficiels (c'est-à-dire les hydrofuges non pénétrants)peuvent être appliqués sur des surfaces verticales qui ne sont pasexposées à l'abrasion, mais non sur les surfaces d'usure.


226

9.6 SCELLEMENT DES JOINTS DE DILATATION

Les joints de dilatation autorisent le mouvement de l'ouvrage tout enempêchant l'apparition de désordres structuraux. Il s'agit donc d'intégrer ausystème d'imperméabilisation un traitement des joints de dilatation quipermettra d'obtenir un système parfaitement étanche, quelles que soient lesconditions ambiantes.

Il existe de nombreux types de dispositifs d'étanchéité pour les joints dedilatation. Le prix de ces dispositifs est extrêmement variable. Les produits decolmatage appliqués à l'état liquide (à chaud ou à froid) coûtent généralementmoins cher à l'achat. Les cordons d'étanchéité préformés comprennent lesgarnitures en néoprène extrudé encastrées dans une bande de protection enmétal ou en polymère époxyde. Les dispositifs bon marché nécessitentordinairement un entretien périodique (une fois l'an); les dispositifs pluscoûteux demandent généralement très peu d'entretien mais doivent néanmoinsêtre vérifiés et réparés régulièrement. En raison de l'épaisseur des dispositifsd'étanchéité et des chapes d'usure, tous les dispositifs ne sont pas compatiblesavec tous les types de membranes. Il faut choisir ces dispositifs en fonction dela membrane employée, surtout dans le cadre de travaux de réfection où il fautrecouvrir les joints de bandes de protection. Dans les nouvelles constructions,ces bandes de protection peuvent être intégrées dans la dalle, ce qui améliore lacompatibilité des systèmes. Les figures 9.1 à 9.8 ci-jointes montrent desdispositifs d'étanchéité pour joints de dilatation types et les systèmes deprotection de la dalle.

Les dispositifs d'étanchéité pour joints de dilatation doivent répondre auxmêmes critères de rendement que les matériaux de protection de la dalle. Ainsi,un système mis en place dans un ouvrage extérieur devra comprendre undispositif d'étanchéité capable de résister aux chasse-neige, aux conditionsenvironnementales et aux attaques chimiques tout en conservant sontétanchéité.

La taille et le mode d'installation influent directement sur le rendement desdispositifs d'étanchéité pour joints de dilatation. Il faut surveiller la températureet la taille du joint au moment de l'installation, et mettre en place un dispositifde la taille appropriée pour permettre le mouvement de l'ouvrage dans toute lagamme des températures prévues.

Nous recommandons d'inviter le fabricant à assister aux travaux de pose et àvérifier si le dispositif d'étanchéité est mis en place selon ses directives.


227

RÉFÉRENCES

1 Aitken, C.T. et Litvan, G.G., Conseil national de recherches du Canada, Institut derecherche en construction, Laboratory Investigation of Concrete Sealers, RapportnE 574, janvier 1989, volumes I et II.

2 Carter, P., Testing of Concrete Waterproofing Materials, Exposé - ConférenceWacho 1984, Saskatoon (Saskatchewan), juin 1985.

3 Carter, P., Sealing to Improve Durability of Bridge Infrastructure Concrete,Concrete International, juillet 1991.

4 Carter, P., Developing a Performance-Based Specification for Concrete Sealers onBridges, Journal of Protective Coatings and Linings, p. 36, janvier 1993.

5 Crowne, F.R., Sealers for Waterproofing, Actes de la 4e Conférence sur la science dubâtiment et la technologie, Université de Waterloo, février 1988.

6 Kottke, E., Alberta Transportation and Utilities, Evaluation of Sealers for ConcreteBridge Elements, août 1987.

7 Mitchell, D. et Smith, P.E., Silane Chemical Protection of Bridge Decks , OklahomaDepartment of Transportation, Research and Development Division, décembre 1986.

8 Perenchio, W.F., Durability of Concrete Treated with Silanes, Draft Report , WissJanney Elstner Associates Inc, 1987.

9 Pfeifer, D.W. et Scali, M.J., Concrete Sealers for Protection of Bridge Structures,National Cooperative Highway Research Program Report 244, TransportationResearch Board, National Research Council, Washington D.C., décembre 1981.

10 Rollings, R.M. et Chojnacki, B., A Laboratory Evaluation of Concrete SurfaceSealants Phase 2, Ministère des transports de l'Ontario, Bureau des matériauxd'ingénierie, section du béton, novembre 1988.

11 Whiting, D. et al, Condition Evaluation of Concrete Bridges Relative toReinforcement Corrosion, Volume 5, Methods for Evaluating the Effectiveness ofPenetrating Sealers, Strategic Highway Research Program, National ResearchCouncil, Pennsylvania Transportation Institute, Pennsylvania State University, SHRP-S-327, 1993.


228

12 Whiting,d. et al, Condition Evaluation of Concrete Bridges Relative toReinforcement Corrosion, Volume 8: Procedure Manual, Strategic HighwayResearch Program, National Research Council, Pennsylvania Transportation Institute,Pennsylvania State University, SHRP-S-330, 1993

13 N.P. Mailvaganam, P.G. Collins, M.A. Lacasse, R.M. Paroli, Evaluation of thePerformance and Durability of Elastomeric Parking Garage Membrane Systems ,Conseil national de recherches du Canada, août 1992.

14 N.P. Mailvaganam, P.G. Collins, Waterproofing with Parking Garage Membranes- Critical Characteristics, Conseil national de recherches du Canada, 1993.

15 N.P. Mailvaganam, P.G. Collins, Degradation of Elastomeric Parking GarageMembranes, Conseil national de recherches du Canada, 1993.

16 T. Kyle Greenfield, Inspection of Coatings Applied to Concrete, Coatings andLinings, octobre 1992.

Ouvrages de Stationnement

Documents

Transcript of Ouvrages de Stationnement