Étaiement des balcons

Fiche Prévention - E4 F 07 13
Étaiement des balcons
Les étaiements constituent, en général, dans le bâtiment, des opérations essentielles et répétées 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 façade, 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, partiellement 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.
Balcons en porte-à-faux
Figure 1
Mustang
M
Étaiement de balcon : vue en plan
V
Ferraillage en porte-à-faux sans rupteur thermique
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 planchers.
Harsco
Dans le cas des balcons en porte-à-faux, les efforts exercés
sont un effort tranchant V et un moment fléchissant M.
Figure 2
Balcons sur appuis extérieurs
Étaiement de balcon : vue en élévation
Mustang
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 nécessite, 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 matériaux incompressibles, correctement nivelé et soigneusement compacté, afin d’obtenir une portance suffisante pour
la descente de charges à reprendre.
Calcul de l’étaiement
Une note de calcul de l’étaiement permet de définir, en fonction de la géométrie du balcon, de sa masse et de la résistance de la zone d’appui, le nombre de points d’appui et les
charges à reprendre par appui.
Harsco
La mise en œuvre de l’étaiement des balcons s’appuyant directement sur le terrain naturel est à proscrire.
Choix du matériel
Le centre de gravité du balcon doit se superposer, si possible, au centre de gravité de l’étaiement.
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 matériel contreventé verticalement et horizontalement qui pourra être, selon les hauteurs à étayer :
Afin de faciliter la mise en œuvre de l’étaiement par le personnel de chantier, un plan d’étaiement est réalisé (Fig. 1 et 2).
• des tours-étais ou des tours d’étaiement pour des hauteurs d’étage courant (< 3 m) ;
Le calcul tient compte de la répartition des charges sur les
assises et, notamment, des cas où celles-ci sont excentrées
(allèges béton).
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• des tours d’étaiement pour des hauteurs supérieures.
Figure 5
Pour les tours d’étaiement, choisir du matériel à montage
et démontage en sécurité, équipé de planchers, de gardecorps et d’un moyen d’accès sécurisé.
Tables à balcons
Nota. Les trépieds n’assurent pas le contreventement contre les efforts 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).
Harsco
Figure 3
NON Poutrelle désaxée
et non calée.
OUI Poutrelle centrée
et calée symétriquement.
• Dans le cas particulier de voiles de façade en béton, il est
possible d’utiliser des plates-formes de travail en encorbellement (PTE), spécifiquement conçues pour servir
d’appui au balcon. L’entreprise doit alors se mettre en relation 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 entièrement colisables (Fig. 5).
>>>
Hussor Erecta
Matériels particuliers
Figure 4
Sateco
Sateco
Outils de coffrage de balcons OBS
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Figure 6
Équerres à balcons préfabriqués
Les dimensions des cales et leur type de pose sont préalablement calculés en prenant en compte la charge et la portance du sol (Fig. 7).
Montage de l’étaiement
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 compactage uniforme et une résistance homogène.
Pour améliorer la résistance au poinçonnement du sol, l’étaiement doit prendre appui sur un calage de répartition de charge.
• 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 ».
Figure 7
Assises de l’étaiement
Structure portante
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Cales en pose croisée
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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.
Cet amarrage peut être réalisé selon deux méthodes :
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Le sol du rez-de-chaussée sur lequel va s’appuyer l’étaiement est souvent un terrain remblayé depuis peu (remblaiement périphérique des fondations ou du sous-sol) ou bien le
terrain naturel.
L’amarrage intéressant simultanément deux pieds de la tour
permet de répartir correctement les efforts horizontaux.
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Stabilité et résistance
des assises
Si les tours d’étaiement, ou tour étai, permettent de reprendre en partie les efforts horizontaux exercés lors du réglage 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.
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• D’autres systèmes d’étaiement spécifiques existent encore, notamment pour les balcons préfabriqués, mais leur
résistance et leur adéquation doivent également faire l’objet d’une justification pertinente (Fig. 6).
Dispositifs d’amarrage de
l’étaiement au bâtiment
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Vinci Construction France
• 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.
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32
48
Charge admissible sur cales (daN)
Pression adm. du sol
Cales au
sol
1 bar
3 bars
5 bars
1 cale
350
1 050
1 750
2 cales
700
2 100
3 500
3 cales
1 050
3 150
5 250
NON Image négative de pose de cales
Mustang
Cales : 6 x 16 x 32 cm
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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.
Figure 9
Figure 10
Figure 11
Figure 12
Figure 8
Eiffage Construction
Hussor Erecta
Amarrage par étais tirant-poussant
• 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.
NON Serre-joint à frapper.
NON Potelet de gardecorps type pince-dalle.
• L’amarrage sur des étais simples verticaux ou tirant-poussant ancrés efficacement aux planchers BA
et reliés à l’étaiement du balcon par un dispositif adapté
(Fig. 8).
Pour cela, un décalage de position entre le garde-corps provisoire 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’approvisionnement 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 résistance 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.
Protections collectives contre
les chutes de hauteur
Utilisation ultérieure
des balcons
S’il n’entre pas directement dans la problématique de l’étaiement, 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 balcons sont conçus pour résister à des charges et surcharges d’exploitation ordinaires.
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 incorporés au balcon à la préfabrication (Fig. 10).
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 recourir à l’utilisation de recettes à matériaux adaptées.
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Exemple d’un accident de chantier
Documents à consulter
•Norme NF EN 1065
Étais télescopiques réglables en acier
•Norme NF P 93-322
Poutrelles industrialisées pour l’étaiement
et le coffrage
•Norme NF EN 13377
Poutrelles de coffrage préfabriquées en bois –
Exigences, classification et évaluation
Cause : surcharge d’un balcon désétayé.
•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.
Conséquence : effondrements successifs des trois
balcons superposés.
Fiche prévention E3 F 10 12, édition OPPBTP.
OPPBTP
25, avenue du Général Leclerc - 92660 Boulogne-Billancourt Cedex - 01 46 09 27 00 - www.preventionbtp.fr
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