Planchers préfabriqués – Prédalles

Fiche Prévention - E4 F 04 13
Planchers préfabriqués – Prédalles
Consignes relatives à la préfabrication
Les prédalles sont des dalles minces en béton armé (BA) ou en béton précontraint (BP) qui,
associées à du béton coulé en place, constituent des planchers BA.
Les planchers à prédalles sont principalement utilisés dans les domaines du logement collectif, des immeubles de bureaux et des bâtiments industriels (parkings, entrepôts…).
Si la plupart des prédalles sont fabriquées en usine (BA et BP), les prédalles en béton armé
peuvent être fabriquées sur chantier (préfabrication foraine).
Cette fiche rappelle les exigences qui doivent être prises en compte lors des étapes de la
préfabrication.
Définitions
n Prédalle
Béton
Bé
Bét
étton
to
on
n coulé
cou
ullé
é in
in situ
ssittu
tu
Dalle de béton, armé ou précontraint,
utilisée en tant que fond de coffrage
pour le béton coulé en place, avec lequel elle forme la dalle monolithe. Elle
constitue la partie inférieure du plancher et comporte tout ou partie de l’armature inférieure.
Mustang
Prédalle
Coupe sur prédalle
n Prédalle en béton armé
Prédalle
Prédalle dont les armatures de béton
armé constituent l’armature principale
de la dalle composite.
© Frédéric Vielcanet
n Prédalle avec raidisseur
Prédalle avec raidisseur
Prédalle précontrainte
Prédalle comportant des raidisseurs
constitués de poutrelles métalliques
en treillis, généralement parallèles à la
direction principale de la dalle composite. Ils contribuent à la résistance et à
la rigidité de la dalle dans les phases
provisoires.
n Prédalle en béton précontraint
Prédalle dont les armatures de précontrainte par prétension constituent
l’armature principale de la dalle composite.
Dimensions et tolérances
dimensionnelles
Norme NF EN 13747 – Article 4.3
Les prédalles traditionnelles ont une épaisseur généralement
comprise entre 5 et 8 cm ; elles nécessitent toujours un étaiement pour pouvoir résister aux charges qui leur seront appliquées, notamment lors du bétonnage (Fig. 1).
Il existe également des prédalles épaisses répondant à des
besoins spécifiques (tablier de pont, par exemple), et qui ne
font pas l’objet de la présente fiche.
Tolérances :
• longueur = ± 2 cm • largeur = + 0,5 cm, - 1 cm
• épaisseur = + 1 cm, - 0,5 cm
• implantation des réservations = ± 3 cm
Un projet de normalisation des règles de conception et de
mise en œuvre des prédalles (PR NF DTU 23.4) est en cours
de finalisation (courant 2014).
L’engagement
des professionnels
La Fédération de l’industrie du béton (FIB) et l’Union de la
maçonnerie et du gros œuvre (Umgo) ont rédigé une charte
commune, appelée « charte QUALIpreDAL ».
Cette charte spécifie l’ensemble des prescriptions minimales
que s’engagent à respecter les fournisseurs et les utilisateurs
afin que le recours aux prédalles s’effectue dans les règles
de l’art.
Fig. 1
Dimensions des prédalles
/
[
O ˜ / W
[
O ™ / W
[
Le respect de cette charte conduit à un environnement favorable aux conditions de travail des salariés de la profession.
À ce titre, elle est donc intégrée aux exigences complémentaires relatives à l’emploi des prédalles.
La charte précise différents points relatifs à la fabrication.
A Prédalles traditionnelles
Mustang
• EN 13747-2 « Produits préfabriqués en béton – Prédalles
pour systèmes de planchers – Prescriptions spécifiques
aux prédalles en béton armé ».
• EN 13747-3 « Produits préfabriqués en béton – Prédalles
pour systèmes de planchers – Prescriptions spécifiques
aux prédalles en béton précontraint ».
/
[
B Prédalles épaisses
Exigences normatives
Les prédalles traditionnelles relèvent de la procédure d’avis
technique, formulé par le groupe spécialisé n° 3 et publié par
le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). Les
exigences relatives à ces produits sont définies dans le Cahier des prescriptions techniques, Titre II (CPT « Planchers »).
À noter que les prédalles en béton armé ne font généralement pas l’objet d’avis techniques et sont assujetties aux
règles générales de calcul BAEL 91 (béton armé aux états
limites).
Les travaux de normalisation européenne des prédalles ont
abouti à la parution de la norme produit NF EN 13747 pour
le dimensionnement des ouvrages de plancher réalisés avec
des prédalles.
La norme comprend trois parties :
• EN 13747-1 « Produits préfabriqués en béton – Prédalles
pour systèmes de planchers – Prescriptions communes
aux différents types de prédalles ».
• Les fabricants de prédalles :
––fournissent des documents techniques clairs et uniformisés ;
––assurent une logistique d’approvisionnement de l’entreprise (planning de livraison, détails des chargements) ;
–
–participent à l’élaboration de la formation du personnel chantier (étaiement, pose, ferraillage, réalisation des
joints) ;
––livrent des produits marqués CE et certifiés NF ;
–
–signent, pour chaque chantier, un protocole d’application ;
–font
–
la promotion de la démarche QUALIpreDAL.
• Les entreprises de gros œuvre :
––diffusent les documents nécessaires à la bonne exécution du chantier ;
–
–fournissent les informations concernant les délais et
l’avancement ; elles anticipent les événements susceptibles de provoquer des modifications de planning ;
–exigent
–
des produits marqués CE et certifiés NF ;
–
–signent, pour chaque chantier, un protocole d’application ;
–font
–
la promotion de la démarche QUALIpreDAL.
Les principaux risques
• Constitution de la prédalle
„„ Défauts de conception des prédalles.
„„ Ruine due à une résistance insuffisante.
„„ Effet « ventouse » lors du démoulage de la prédalle.
„„ Géométrie non conforme au plan.
„„ Position défectueuse des armatures.
2
Fiche Prévention - E4 F 04 13 - © oppbtp 2013
• Par la nature de son contrat, l’intégration des phases provisoires dans le calcul des structures est une tâche qui
entre naturellement dans son processus de conception.
„„ Ancrage des boucles insuffisant.
„„ Défauts de rugosité de surface (rainures ou creux trop
profonds).
Les conséquences en termes de délai seront développées
dans le paragraphe correspondant.
• Aires de préfabrication
„„ Poste de travail en élévation : chute de hauteur, accès
inadaptés.
Les dispositifs de manutention
„„ Surfaces glissantes : chute de plain-pied.
„„ Manutention de pièces dans un milieu encombré et res-
treint : heurts.
„„ Présence d’équipements gaz pour opérations de chauffage (tuyaux, brûleurs…) : risques de brûlure/explosion.
Les dispositifs de manutention sont constitués de barres en
acier rond lisse de nuance Fe E 235, dont le diamètre ne
doit pas être inférieur à 10 mm, et façonnées en boucles. La
boucle doit être cintrée en arc de cercle de diamètre (« D »)
≥ 4 (diamètre de l’acier). D doit être supérieur à l’épaisseur
« e » du crochet de levage utilisé. Le rayon de courbure « r »
de la section du crochet en contact avec la boucle doit respecter les conditions : 0,3D < r < 0,5D (Fig. 2).
• Poste de travail
„„ Postures pénibles lors des ferraillage et bétonnage.
„„ Port de charges important lors de la pose des armatures.
„„ Exposition aux bruits lors des étapes de vibration.
• Risques chimiques
„„ Risques toxiques, cutanés, cancérigènes liés
Fig. 2
aux huiles de démoulage.
„„ Risques corrosifs par utilisation de ciments et
de produits dérivés.
Diamètre de boucle de levage
Ø
r
Les risques liés aux
phases provisoires et aux
défauts de coordination
pour Ø ≤ 16 mm
e
D
D
Mustang
Les rôles des intervenants, qui sont souvent des
entités distinctes, sont répartis selon les différentes phases.
D ≥ 4Ø
• L’entreprise décide des modes constructifs,
éventuellement en missionnant un bureau des
méthodes externe, sans avoir la connaissance
des incidences de ses choix sur les calculs de
structure.
Ø
• Les différents corps d’état expriment leurs be(mm)
soins en inserts et réservations dans les prédalles.
10
• Le bureau d’études de structure, prestataire de
12
l’entreprise, dimensionne l’ouvrage en fonction
14
de son usage fini. Il ne tient pas compte des
16
phases provisoires liées aux modes constructifs (modalités de mise en œuvre de chaque
20
élément, temps de séchage, délai entre chaque
phase), sauf si cette mission lui est confiée, et que les informations correspondantes lui sont fournies.
• Le fabricant d’éléments préfabriqués réalise les prédalles
issues du calcul de structure. Il ne prend en compte les
modes constructifs que si l’information correspondante lui
est fournie.
Compte tenu de la présence de plusieurs intervenants, il importe que l’un d’entre eux regroupe tous les éléments de décision au moment de la conception du produit.
F (kN)
DIAMèTRE
intérieur minimal D
de la boucle (mm)
RAYON DE COURBURE
du crochet en acier forgé à utiliser (mm)
Minimal
Maximal
15
40
12
20
22
48
14,4
24
30
56
16,8
28
40
64
19,2
32
60
100
30
50
Chaque boucle de levage doit être ancrée sous les armatures principales, enserrer l’une d’elles et être liée à ces dernières (Fig. 3).
Le scellement dans la prédalle des branches inférieures des
boucles doit être assuré pour un effort égal à la totalité de la
résistance de l’acier constitutif.
Le bureau d’études de structure est l’entité la mieux placée
pour remplir ce rôle.
Dans le cas de prédalle dont la portée est supérieure à la largeur, il est souhaitable que le plan de la boucle soit parallèle
aux armatures principales ; cette disposition limite le risque
de pliage de la boucle dans le sens transversal au moment
du levage.
• Par sa position de sachant, il peut prendre en compte l’ensemble des paramètres et fournir la solution la plus adaptée aux contraintes de chacun.
Le dépassement de la boucle par rapport à l’extrados de la
prédalle et son diamètre intérieur de façonnage doivent permettre le passage du crochet de levage.
3
Fiche Prévention - E4 F 04 13 - © oppbtp 2013
Fig. 3
Armature principale
enserrée par la boucle
(ou 1 m mini)
Ligature
Mustang
Crochet
éventuel
Boucle oblique
Ancrage des boucles sous les armatures
„„ Effort statique admissible sur une boucle
L’effort statique F que l’on peut faire supporter, dans les
conditions les plus favorables, par une boucle constituée
d’un acier de diamètre G, a pour intensité : F = 15 ز avec F
en kN et Ø en cm.
„„ Prédalles armées de raidisseurs
Les prédalles armées de raidisseurs constitués de poutres
en treillis doivent par défaut être équipées de boucles de levage pour éviter l’arrachement des raidisseurs ou la rupture
de leurs éléments (Fig. 4).
Fig. 4
Mise en place des boucles de levage de prédalles
Boucle droite
protection contre les chutes. Compte tenu des modes opératoires, les lisses et les montants doivent être convenablement bloqués (Fig. 5).
L’emplacement des réservations pour garde-corps résulte
de l’analyse du mode opératoire et du plan de bétonnage.
Ceci permet de définir le tracé des garde-corps et la position
des montants, compte tenu des portées admissibles des
lisses et du sens de pose des prédalles. Les implantations
des montants doivent faire l’objet d’un plan de calepinage
transmis à l’atelier de préfabrication.
• Montants de garde-corps enfichables (Figures 6 à 9)
Les réservations sont constituées de fourreaux de diamètre
adapté, métalliques ou PVC. Pour les maintenir en place sur
le coffrage et absorber les efforts appliqués sur les gardecorps, ils sont, par exemple, incorporés dans de petits blocs
de béton préfabriqués. En fonction de la résistance limitée du
Fig. 5 – Dispositif en matériaux de synthèse d’accueil
de garde-corps (procédé DAK de KP1).
Inserts et réservations
Selon la méthode de pose choisie, il y aura lieu d’incorporer,
lors de la fabrication de la prédalle, certains éléments nécessaires à la fixation des garde-corps ou des dispositifs de
© Frédéric Vielcanet
Certains fournisseurs assurent une liaison continue entre les
raidisseurs et le treillis structurel. Cette disposition doit être
conforme aux prescriptions du CSTB, incluses dans le CPT
plancher, titre II. Dans ce cas seulement, la prédalle peut être
levée par le raidisseur.
4
Fiche Prévention - E4 F 04 13 - © oppbtp 2013
béton jeune, la tenue du dispositif choisi
doit être systématiquement vérifiée.
• Trémies réservées dans les prédalles
(Figures 10 à 13)
Les trémies doivent comporter des dispositifs de protection contre les chutes.
Selon les dimensions forcément limitées
de ces réservations, on peut laisser courir
le treillis soudé de l’armature, ce qui renforce la zone fragile avant l’achèvement
de la dalle définitive. En raison du maillage, cette protection doit être complétée
par un platelage adapté.
Fig. 6 – Dispositif d’accueil métallique.
Fig. 7 – Dispositif métallique protégé
par bouchon plastique.
On peut également positionner dès la préfabrication :
–– des réservations en béton cellulaire
dans lesquelles les carottages des corps
d’état techniques seront effectués ;
–– des réservations avec des fourreaux (ou
gaines, selon dimension) PVC ou métalliques ;
–– des inserts destinés aux autres corps
d’état (pots des électriciens, insert pour
accrochage de rails…).
Cette démarche nécessite une coordination dans l’élaboration des plans de prédalles.
Fig. 8 – Câblette pour accrochage
garde-corps tripode.
Fig. 9 – Accrochage du garde-corps
sur raidisseur.
Les aires de
préfabrication foraine
La surface de l’aire doit être maintenue
en bon état, en particulier être nettoyée
et huilée avec soin afin de favoriser le
démoulage. Cela évite la détérioration
des boucles et de leur ancrage ainsi que
la surcharge de l’engin de levage (Figures 14 à 16).
Fig. 10 – Réservation par boîte en bois
avec fond de coffrage (protection contre
la chute de hauteur).
PVC.
Fig. 11 – Réservation par fourreaux
Fig. 12 – Réservation par béton
cellulaire.
Fig. 13 – Réservation par fourreaux
métalliques.
© Fehr
Un plan d’installation doit être élaboré, en tenant compte de l’ensemble des
contraintes qui s’exercent sur le poste de
travail et, notamment :
–– de l’emprise du (des) banc(s) ;
–– des circulations autour des postes de
travail ;
–– des stockages de matériaux (treillis
soudés, mannequins, profils, écarteurs, etc.) ;
–– du système de chauffage (veiller à l’implantation des réserves et des alimentations gaz) ;
–– d’autres matériels connexes (bâches,
règles, etc.).
Lorsque l’aire de préfabrication est surélevée, notamment en raison de l’installation
de chauffage en sous-face, il y a lieu d’aménager un accès
adapté et des protections périphériques.
L’aire de préfabrication est un milieu encombré (treillis soudés, équipements de coffrages, déchets de béton…) qu’il
convient de ranger et de nettoyer quotidiennement.
Une mise en température correcte du banc de préfabrication
permet au béton des prédalles d’effectuer sa prise dans de
bonnes conditions, ce qui garantit la tenue de la pièce préfabriquée lors de sa manutention et la pérennité de l’ouvrage
réalisé.
5
Fiche Prévention - E4 F 04 13 - © oppbtp 2013
Le choix du produit démoulant être fait en tenant compte de
sa faible glissance et de l’absence d’éléments nocifs (privilégier les huiles à base de produits végétaux).
La levée de la prédalle juste après séchage est un moment
critique. L’ouvrage est sensible et les risques d’effondrement
sont maximaux. Il est nécessaire, à ce stade, de contrôler la
maturité du béton avant le démoulage et de lever précautionneusement la pièce en limitant les effets de succion.
Les délais de fabrication
L’établissement des plans d’exécution s’effectue selon un
schéma classique en bâtiment.
Fig. 14 – Préparation et graissage de l’aire
de préfabrication.
L’organisation de la pose des différents éléments préfabriqués conditionne en partie la fabrication et les inserts.
Chaque intervenant a ses impératifs de réalisation, ce qui
nécessite une bonne anticipation des exigences de chacun.
Pour y souscrire, il convient d’intégrer, le plus tôt possible,
les dates de chaque intervention dans un « rétroplanning »
établi en début d’opération et mis à jour tout au long de la
phase d’exécution.
Pour établir le plan de préconisation de pose, il est recommandé de réaliser les phases suivantes.
• L’entreprise envoie au fabricant les plans de coffrage et de
réservations « Bon pour exécution » sous forme numérique
et papier (J-15).
• Le fabricant établit le plan de préconisation de pose (J-12).
• L’entreprise fait contrôler, par le bureau d’études structure,
l’indice des plans de coffrage et de réservation, les hypothèses de calcul, les suspentes et les diverses modifications. En parallèle, elle vérifie l’adéquation avec ses modes
constructifs (J-9).
• Après retour du bureau d’études, l’entreprise confirme au
fabricant le « Bon pour fabrication » (J-7).
• L’entreprise commande les armatures complémentaires
correspondant au plan de préconisation de pose (J-5).
• Le fabricant réalise les prédalles correspondant au plan de
pose (J-5).
Les délais entre parenthèses sont fournis à titre indicatif et
susceptibles d’être aménagés en fonction de la charge de
travail de chaque intervenant et de la complexité de l’ouvrage. Ils supposent que les éléments soient mis en œuvre
le jour J.
Documents à consulter
•Cahier des prescriptions techniques communes
aux procédés de planchers (CPT « Planchers » –
Avis technique) – Titre Il « Dalles pleines confectionnées à partir de prédalles préfabriquées et
de béton coulé en œuvre » (en particulier chapitre Il
B.1 et section C).
•Norme NF EN 13747, mise à jour le 13/09/2012
Fig. 15 – Ferraillage de prédalles.
(P19-809) : « Produits préfabriqués en béton – Prédalles pour systèmes de planchers » (www.afnor.org).
•Charte QUALIpreDAL du 24 juillet 2008 (FIB et
Umgo – www.qualipredal.fr).
•Manutention des éléments préfabriqués avec des
boucles de levage. Fiche prévention, E4 F 01 10,
OPPBTP.
•Manutention des éléments préfabriqués en béton
au moyen de dispositifs spécifiques. Fiche prévention E4 F 02 10, OPPBTP.
•Manutention des prédalles et des poutrelles BA
du bâtiment par boucles de levage. Fiche prévention, E4 F 03 10, OPPBTP.
•Prédalles – Manutention, stockage et transport.
Fiche prévention, E4 F 05 13, OPPBTP.
Fig. 16 – Un milieu qui nécessite un rangement
et un nettoyage quotidiens.
•Prédalles – Mise en œuvre et stabilité en phase
provisoire. Fiche prévention, E4 F 06 13, OPPBTP.
OPPBTP
25, avenue du Général Leclerc - 92660 Boulogne-Billancourt Cedex - 01 46 09 27 00 - www.preventionbtp.fr
6
Fiche Prévention - E4 F 04 13 - © oppbtp 2013