Fiche Prévention - E4 F 07 13

Les étaiements constituent, en général, dans le bâtiment, des opérations essentielles et répé-tées dont dépendent la stabilité et la solidité des ouvrages provisoires, ainsi que la sécurité du personnel travaillant à proximité.

Dans le cas particulier des balcons qui, par nature, sont des ouvrages massifs la plupart du temps en porte-à-faux, la réalisation de l’étaiement revêt une importance primordiale afin d’éviter les accidents par effondrement.

Cette fiche prévention rappelle les principales règles à mettre en œuvre lors de l’étaiement des balcons.

Définition

Le balcon est une plate-forme en béton armé de faible largeur, équipée de garde-corps, en saillie sur une façade et positionnée devant une ou plusieurs baies.

Il existe une grande diversité de balcons BA : balcons isolés, balcons filants sur la longueur de la fa-çade, balcons superposés, avec ou sans allège béton, avec ou sans retombée béton.

Cette diversité conduit à des modes opératoires différents : balcon totalement coulé en place, partiel-lement préfabriqué ou totalement préfabriqué.

Principaux risques

Il existe plusieurs types de risques liés à la réalisation des balcons.

• Chute de hauteur lors de la réalisation de l’étaiement ou du coffrage, lors de la pose des éléments préfabriqués, lors du ferraillage ou du bétonnage.

•Retombée de la charge lors du levage des éléments de balcon préfabriqués (dalle et allège).•Effondrement du balcon lors du bétonnage ou de la pose des éléments préfabriqués.• Effondrement du balcon terminé lors du retrait de l’étaiement ou lors de l’approvisionnement de

matériaux effectué par les corps d’état secondaires.

Efforts exercés dans un balcon

Les efforts exercés dans un balcon en service, qui ne repose plus sur un étaiement, sont fonction du type de balcon à réaliser. On distingue principalement les balcons en porte-à-faux et les balcons sur appuis extérieurs.

Étaiement des balcons

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Balcons en porte-à-faux

M

V

Ferraillage en porte-à-faux sans rupteur thermique

Dans le cas des balcons en porte-à-faux, les efforts exercés sont un effort tranchant V et un moment fléchissant M.

La reprise de ce moment fléchissant est assurée par des armatures principales positionnées en partie supérieure du balcon, ce qui n’est pas courant dans la réalisation des plan-chers.

Balcons sur appuis extérieurs

V

Ferraillage sur appui avec rupteur thermique

Dans le cas des balcons sur appuis extérieurs, l’effort exercé est un effort tranchant V.

Organisation du chantier

Les balcons étant des éléments extérieurs au bâtiment, leur mise en œuvre sur un étaiement qui repose au sol néces-site, au préalable, l’aménagement d’espaces accessibles et dégagés au droit des zones où sera installé le matériel. Ces zones sont constituées d’un remblai homogène en ma-tériaux incompressibles, correctement nivelé et soigneuse-ment compacté, afin d’obtenir une portance suffisante pour la descente de charges à reprendre.

La mise en œuvre de l’étaiement des balcons s’appuyant di-rectement sur le terrain naturel est à proscrire.

Calcul de l’étaiement

Une note de calcul de l’étaiement permet de définir, en fonc-tion de la géométrie du balcon, de sa masse et de la résis-tance de la zone d’appui, le nombre de points d’appui et les charges à reprendre par appui.

Le calcul tient compte de la répartition des charges sur les assises et, notamment, des cas où celles-ci sont excentrées (allèges béton).

Le centre de gravité du balcon doit se superposer, si pos-sible, au centre de gravité de l’étaiement.

Afin de faciliter la mise en œuvre de l’étaiement par le person-nel de chantier, un plan d’étaiement est réalisé (Fig. 1 et 2).

Choix du matériel

Compte tenu des efforts verticaux et horizontaux qui sont transmis au matériel d’étaiement, ainsi que de l’absence de possibilité de mise en butée de l’étaiement sur trois des quatre côtés du balcon, il est recommandé de privilégier l’emploi d’un dispositif autostable. Pour cela, utiliser un ma-tériel contreventé verticalement et horizontalement qui pour-ra être, selon les hauteurs à étayer :

• des tours-étais ou des tours d’étaiement pour des hau-teurs d’étage courant (< 3 m) ;

Figure 2Étaiement de balcon : vue en élévation

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Figure 1Étaiement de balcon : vue en plan

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tang

Mus

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• des tours d’étaiement pour des hauteurs supérieures.

Pour les tours d’étaiement, choisir du matériel à montage et démontage en sécurité, équipé de planchers, de garde-corps et d’un moyen d’accès sécurisé.

Nota. Les trépieds n’assurent pas le contreventement contre les ef-forts horizontaux exercés en tête de l’étaiement.

Les fourches doivent être adaptées aux poutrelles utilisées. Ces dernières sont centrées à l’axe de la fourche et bloquées de part et d’autre afin de contrer le risque de déversement de la poutrelle à l’intérieur de la fourche (Fig. 3).

Figure 3

NON Poutrelle désaxée et non calée.

OUI Poutrelle centrée et calée symétriquement.

Matériels particuliers• Dans le cas particulier de voiles de façade en béton, il est

possible d’utiliser des plates-formes de travail en en-corbellement (PTE), spécifiquement conçues pour servir d’appui au balcon. L’entreprise doit alors se mettre en re-lation avec le fabricant de PTE afin de connaître les règles et les limites d’utilisation de ce matériel. Une formation du personnel, sur la base de la notice d’utilisation du matériel, doit également être réalisée (Fig. 4).

• Pour réaliser des balcons continus sur la longueur de la façade, privilégier les tables à balcon préfabriquées et en-tièrement colisables (Fig. 5).

Figure 4Outils de coffrage de balcons OBS

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Figure 5Tables à balcons

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Les dimensions des cales et leur type de pose sont préala-blement calculés en prenant en compte la charge et la por-tance du sol (Fig. 7).

Montage de l’étaiement

•Se conformer aux notices fournies par les fabricants.•Respecter les plans d’étaiement.• Pour les matériels d’étaiement spécifiques conçus par les

entreprises, respecter les modes opératoires élaborés par les entreprises.

Dispositifs d’amarrage de l’étaiement au bâtiment

Si les tours d’étaiement, ou tour étai, permettent de re-prendre en partie les efforts horizontaux exercés lors du ré-glage du balcon, c’est l’amarrage au bâtiment qui assure la stabilité définitive de l’ensemble. Le nombre et la nature des amarrages dépendent de la hauteur de l’étaiement et de sa dimension par rapport à celle du balcon. Il convient de faire dimensionner ces amarrages par un bureau d’études.

L’amarrage intéressant simultanément deux pieds de la tour permet de répartir correctement les efforts horizontaux.

Cet amarrage peut être réalisé selon deux méthodes :

• L’amarrage à l’ouvrage : effectué au moyen de tiges filetées traversant les éléments de façade en béton armé (voiles, poteaux ou poutres) ou au moyen d’un dispositif à tubes et colliers prenant les éléments de façade BA en « sandwich ».

• D’autres systèmes d’étaiement spécifiques existent en-core, notamment pour les balcons préfabriqués, mais leur résistance et leur adéquation doivent également faire l’ob-jet d’une justification pertinente (Fig. 6).

Stabilité et résistance des assises

Le sol du rez-de-chaussée sur lequel va s’appuyer l’étaie-ment est souvent un terrain remblayé depuis peu (remblaie-ment périphérique des fondations ou du sous-sol) ou bien le terrain naturel.

Les forces verticales exercées par un balcon et transmises par l’étaiement appuient sur le sol au niveau des platines de l’étaiement. Ainsi, le sol doit offrir une résistance uniforme et compatible avec la charge, de façon à éviter l’enfoncement d’une tour et, donc, le basculement et/ou l’affaissement du balcon.

La mise en place d’une tour d’étaiement, ou d’une tour étai, nécessite une surface horizontale nivelée et compactée. Une surface inclinée, talutée peut difficilement présenter un com-pactage uniforme et une résistance homogène.

Pour améliorer la résistance au poinçonnement du sol, l’étaie-ment doit prendre appui sur un calage de répartition de charge.

Structure portante

Cales en pose croisée

Charge admissible sur cales (daN)Cales au

solPression adm. du sol

1 bar 3 bars 5 bars1 cale 350 1 050 1 7502 cales 700 2 100 3 5003 cales 1 050 3 150 5 250

Cales : 6 x 16 x 32 cm

3232 48

32 32

166

12 12

Figure 7Assises de l’étaiement

NON Image négative de pose de cales

Figure 6Équerres à balcons préfabriqués

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• Garde-corps provisoire fixé sur les filières d’étaiement (Fig. 11).

• Garde-corps provisoire intégré à un outil coffrant (ex. table à balcon ou PTE) (Fig. 12).

Quel que soit le type de garde-corps provisoire mis en œuvre, son implantation doit permettre la mise en place en sécurité du garde-corps définitif.

Pour cela, un décalage de position entre le garde-corps pro-visoire et le garde-corps définitif est nécessaire. La position relative des deux garde-corps dépend de la configuration de l’ouvrage (mode constructif, dimensions et modalités d’ap-provisionnement du garde-corps définitif).

Démontage de l’étaiement

Le retrait partiel ou total du matériel d’étaiement doit être effectué lorsque le balcon du dernier niveau a atteint sa ré-sistance nominale.

Le démontage s’effectue depuis le niveau le plus haut vers le bas pour ne pas reporter les surcharges de construction sur les niveaux inférieurs.

Utilisation ultérieure des balcons

Les balcons sont conçus pour résister à des charges et sur-charges d’exploitation ordinaires.

Le stockage ou le déchargement de certains matériaux peuvent représenter des surcharges très supérieures aux valeurs admissibles (palettes de matériaux du gros œuvre ou des corps d’état secondaires…), ce qui peut entraîner la ruine soudaine de l’ouvrage.

Pour ces phases d’approvisionnement, il convient de recou-rir à l’utilisation de recettes à matériaux adaptées.

• L’amarrage sur des étais simples verticaux ou ti-rant-poussant ancrés efficacement aux planchers BA et reliés à l’étaiement du balcon par un dispositif adapté (Fig. 8).

Protections collectives contre les chutes de hauteur

S’il n’entre pas directement dans la problématique de l’étaie-ment, le choix de l’équipement de protection collective contre le risque de chute de hauteur, adapté à la configuration du balcon et au mode opératoire, est déterminant.

Les principaux dispositifs sont les suivants :

• Garde-corps définitif du balcon préfabriqué mis en place au sol avant levage (Fig. 9).

• Garde-corps provisoire monté au sol dans des inserts in-corporés au balcon à la préfabrication (Fig. 10).

Figure 9

Figure 11

Figure 10

Figure 12

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Figure 8Amarrage par étais tirant-poussant

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NON Serre-joint à frapper. NON Potelet de garde-corps type pince-dalle.

Nota

Les serre-joints à frapper sont à proscrire car il est difficile de définir précisément les efforts que peut exercer ce dispositif. Leur état, leur positionnement et leur réponse aux vibrations et aux chocs ont une influence importante sur leur efficacité.

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Exemple d’un accident de chantier

Cause : surcharge d’un balcon désétayé.

Conséquence : effondrements successifs des trois balcons superposés.

Documents à consulter

•Norme NF EN 1065Étais télescopiques réglables en acier

•Norme NF P 93-322Poutrelles industrialisées pour l’étaiement et le coffrage

•Norme NF EN 13377Poutrelles de coffrage préfabriquées en bois – Exigences, classification et évaluation

• Les étais simples du bâtiment – Caractéristiques normalisées. Fiche prévention E3 F 04 10, édition OPPBTP.

• Utilisation du matériel d’étaiement : les étais simples. Fiche prévention E3 F 05 10, édition OPPBTP.

• Poutrelles d’étaiement. Fiche prévention E3 F 08 11, édition OPPBTP.

• Dispositifs de maintien des étais et poutrelles. Fiche prévention E3 F 03 12, édition OPPBTP.

• Les étais tirant-poussant pour les ouvrages en béton armé. Fiche prévention E3 F 10 12, édition OPPBTP.