La construction de murs de soutènement solides et durables est primordiale pour maîtriser les poussées des terres et garantir la stabilité des ouvrages. Parmi les solutions constructives modernes, le bloc à bancher s'est imposé comme une alternative efficace aux méthodes traditionnelles. Ce type de bloc, également connu sous le nom de bloc de coffrage, bloc coffrant ou parpaing à bancher, est un élément préfabriqué en béton dont la conception particulière, avec une partie centrale creuse, permet de réaliser des murs en béton armé. L'utilisation de blocs à bancher pour les murs de soutènement, bien que courante, exige une compréhension approfondie des techniques de ferraillage. Ce guide détaille les aspects essentiels du positionnement des armatures dans les blocs à bancher, en s'appuyant sur les recommandations techniques et les bonnes pratiques du secteur.
Comprendre le Rôle du Ferraillage dans les Murs de Soutènement
Un mur de soutènement a pour fonction principale de retenir la terre, et par conséquent, de résister aux importantes pressions latérales exercées par celle-ci. Ces pressions, souvent qualifiées de "poussées", peuvent être simples ou doubles selon la configuration du terrain et la présence d'éléments tels que des remblais ou des charges en surface. Pour qu'un mur de soutènement puisse remplir son rôle en toute sécurité, sa structure doit être capable d'encaisser ces forces sans se fissurer, se déformer, voire s'effondrer.
Le béton seul, bien que résistant à la compression, présente une faible résistance à la traction. Or, les forces exercées sur un mur de soutènement génèrent des contraintes de traction significatives. C'est là qu'intervient le ferraillage. L'acier, intégré dans le béton, est particulièrement résistant à la traction. En combinant la résistance à la compression du béton et la résistance à la traction de l'acier, on obtient un matériau composite, le béton armé, d'une grande robustesse.
Dans le cas des blocs à bancher, le ferraillage est intégré dans les alvéoles des blocs avant le coulage du béton. Ces armatures, qu'elles soient verticales, horizontales ou formant des chaînages, travaillent de concert avec le béton pour répartir les contraintes et conférer au mur sa solidité structurelle. La conception et le positionnement précis de ce ferraillage sont donc des étapes critiques qui ne doivent en aucun cas être négligées.
Les Blocs à Bancher : Caractéristiques et Utilité
Le bloc à bancher, comme son nom l'indique, agit comme un coffrage perdu. Sa forme spécifique, souvent comparable à un "H" stylisé, présente des alvéoles vides qui sont destinées à être remplies de béton. Contrairement aux parpaings traditionnels qui sont maçonnés avec du mortier et dont les alvéoles ne sont généralement pas remplies, les blocs à bancher sont conçus pour recevoir un ferraillage et un coulage de béton. Cette caractéristique en fait un élément de choix pour la construction de murs porteurs, de soubassements, de piscines, et bien sûr, de murs de soutènement.
Les blocs à bancher sont majoritairement fabriqués en béton. Leur poids varie généralement entre 17 et 28 kg, en fonction de leurs dimensions. Il existe également des blocs en polystyrène, offrant des propriétés d'isolation thermique supplémentaires, mais leur usage pour les murs de soutènement est moins courant. Les blocs à bancher sont reconnaissables à leurs nervures intérieures et aux encoches présentes sur leurs bords supérieurs, facilitant le positionnement et le maintien des armatures.
L'utilisation de blocs à bancher est particulièrement recommandée, voire obligatoire, dans les zones sismiques (zones 3, 4 et 5) pour tous les bâtiments publics et autres constructions. Cette exigence souligne leur capacité à offrir une résistance accrue face aux sollicitations dynamiques. La pose des blocs à bancher doit impérativement suivre les dispositions du DTU 20.1, qui régit les normes de construction en maçonnerie.
Déterminer le Type de Poussée et la Hauteur du Mur
Avant de penser au ferraillage, il est essentiel de comprendre les forces auxquelles le mur de soutènement sera confronté. Le facteur déterminant est la nature de la "poussée".
- Simple Poussée : Ce terme désigne la situation où le mur retient une masse de terre dont la pression est exercée sur une seule face du mur. Cela peut être le cas pour un mur de soutènement simple, sans remblai supplémentaire ou charges importantes en amont.
- Double Poussée : Une double poussée survient lorsque le mur est soumis à des pressions venant de deux côtés, ou lorsqu'il y a une surcharge significative en amont du mur, augmentant la pression exercée. Par exemple, un mur retenant une terre compactée et supportant une voie de circulation juste au-dessus sera soumis à une double poussée.
La hauteur du mur est un autre paramètre crucial qui influence directement la conception du ferraillage. Plus le mur est haut, plus la pression exercée par la terre sera importante, nécessitant des armatures plus robustes et un espacement différent. Les tableaux fournis dans cet article détaillent les spécifications de ferraillage pour différentes hauteurs, allant de 1,50 m à 3,00 m, sous des conditions de simple et double poussée.
Les Composants du Ferraillage : Acier Vertical, Horizontal et Chaînage
Le ferraillage d'un mur de soutènement en blocs à bancher se compose généralement de trois éléments principaux :
Armatures Verticales : Ces fers sont placés dans les alvéoles des blocs et descendent jusqu'à la semelle. Ils sont essentiels pour reprendre les efforts verticaux et pour assurer la liaison entre les différents rangs de blocs ainsi qu'avec la semelle. L'espacement et le diamètre de ces armatures dépendent de la hauteur du mur et des poussées. Par exemple, pour un mur de 1,50 m en simple poussée, un diamètre de 8 mm espacé de 25 cm est préconisé, avec 4 fers par mètre linéaire de mur (correspondant à 4 x 1,50 m pour la longueur totale des fers verticaux par ml). Pour un mur plus haut, comme 2,50 m en simple poussée, le diamètre passe à 10 mm, toujours espacé de 25 cm, mais avec 4 x 2,50 m de ferraillage vertical par ml.
Armatures Horizontales : Ces fers sont positionnés dans les nervures des blocs, assurant la continuité du ferraillage sur toute la longueur du mur. Ils permettent de répartir les contraintes horizontalement et de lier les armatures verticales entre elles. L'espacement des armatures horizontales est généralement plus réduit que celui des armatures verticales, typiquement autour de 20 cm. Pour un mur de 1,50 m en simple poussée, on utilise des fers de 8 mm espacés de 20 cm, avec 7 fers par mètre linéaire de mur (correspondant à 7 x 1,00 m de ferraillage horizontal par ml). Pour une hauteur de 2,50 m en simple poussée, cet espacement reste de 20 cm, mais la quantité augmente à 12 fers par mètre linéaire.
Chaînages Horizontaux : Ces éléments, généralement constitués de fers d'un diamètre plus important (souvent 12 mm), sont placés à des endroits stratégiques, comme les linteaux, les linteaux de portes ou les angles, pour renforcer la structure et assurer la liaison entre différentes parties du mur ou avec d'autres éléments de construction. Dans les tableaux, un chaînage horizontal de 12 mm est indiqué. Pour une hauteur de 1,50 m en simple poussée, il est prévu 1 x 1,00 m de chaînage par ml de mur. Pour une hauteur de 2,50 m, cela passe à 1 x 1,00 m, mais pour une hauteur de 3,00 m en double poussée, on passe à 2 x 1,00 m.
Il est crucial de noter que le ferraillage horizontal doit être continu sur toute la longueur du mur. Lorsque des poteaux intermédiaires sont présents, il est nécessaire de croiser les aciers horizontaux des murs avec les ferraillages des poteaux pour assurer une liaison solide. De même, pour les angles, des chaînages verticaux ou des aciers en forme de "L" (raccords d'angle) sont mis en place pour consolider la structure.
Blocs à bancher
Le Ferraillage des Semelles : Fondations Cruciales
La semelle est l'élément de fondation sur lequel repose le mur de soutènement. Elle a pour rôle de répartir la charge du mur et des terres qu'il retient sur une surface plus large du sol, afin d'éviter tout tassement différentiel. La semelle reçoit généralement un ferraillage très conséquent, car elle est soumise à des contraintes importantes.
Le ferraillage de la semelle est souvent constitué de treillis soudés, tels que le Treillis ST 100 ou le Treillis ST 101, dont la densité et la taille varient en fonction de la charge et des dimensions de la semelle. Les tableaux fournis donnent des indications précises :
- Pour une Semelle S.P 1,50 (simple poussée, hauteur 1,50 m), on utilise 0,8 x 1,00 m de Treillis ST 100 par mètre linéaire de mur.
- Pour une Semelle S.P 2,50 (simple poussée, hauteur 2,50 m), on utilise 1,10 x 1,00 m de Treillis ST 101 par mètre linéaire.
- Pour une Semelle S.P 2,00 (simple poussée, hauteur 2,00 m), on utilise 1,05 x 1,00 m de Treillis ST 10 par mètre linéaire.
- Pour une Semelle S.P 3,00 (simple poussée, hauteur 3,00 m), on utilise 1,20 x 1,00 m de Treillis ST 10 par mètre linéaire.
- Pour une Semelle D.P 1,50 (double poussée, hauteur 1,50 m), on utilise 1,00 x 1,00 m de Treillis ST 10 par mètre linéaire.
- Pour une Semelle D.P 2,50 (double poussée, hauteur 2,50 m), on utilise 1,00 x 1,00 m de Treillis ST 10 par mètre linéaire.
- Pour une Semelle D.P 3,00 (double poussée, hauteur 3,00 m), on utilise 1,00 x 1,00 m de Treillis ST 10 par mètre linéaire.
Il est à noter que la semelle est, en général, plus large du côté où se trouve la terre à retenir, afin de mieux répartir la pression.
Exemples Concrets de Ferraillage par Type de Poussée et Hauteur
Pour illustrer concrètement les besoins en ferraillage, examinons quelques scénarios basés sur les données fournies :
Simple Poussée
Hauteur de 1,50 m :
- Blocs : 50 x 20 x 20 cm ou 50 x 20 x 25 cm (pour la largeur de 20cm) ou 50 x 30 x 20 cm (pour la largeur de 30cm).
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 8 mm, espacement 25 cm, 4 x 1,50 m par ml de mur.
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 7 x 1,00 m par ml de mur.
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 1 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle S.P 1,50, Treillis ST 100, 0,8 x 1,00 m par ml de mur.
Hauteur de 2,50 m :
- Blocs : Identiques aux précédents.
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 10 mm, espacement 25 cm, 4 x 2,50 m par ml de mur.
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 12 x 1,00 m par ml de mur.
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 1 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle S.P 2,50, Treillis ST 101, 1,10 x 1,00 m par ml de mur.
Hauteur de 2,00 m :
- Blocs : Identiques aux précédents.
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 10 mm, espacement 25 cm, 4 x 2,00 m par ml de mur.
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 9 x 1,00 m par ml de mur.
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 1 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle S.P 2,00, Treillis ST 10, 1,05 x 1,00 m par ml de mur.
Double Poussée
Hauteur de 1,50 m :
- Blocs : 50 x 20 x 20 cm ou 50 x 20 x 25 cm (pour la largeur de 20cm) ou 50 x 30 x 20 cm (pour la largeur de 30cm).
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 8 mm, espacement 25 cm, 8 x 1,50 m par ml de mur. (Notez le doublement des armatures verticales par rapport à la simple poussée pour la même hauteur).
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 7 x 1,00 m par ml de mur.
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 1 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle D.P 1,50, 1 x 1,00 m par ml de mur. (Le type de treillis n'est pas spécifié ici, mais il sera généralement plus robuste que pour une simple poussée).
Hauteur de 2,50 m :
- Blocs : Identiques aux précédents.
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 10 mm, espacement 25 cm, 8 x 2,50 m par ml de mur.
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 24 x 1,00 m par ml de mur. (Notez l'augmentation significative des armatures horizontales).
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 2 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle D.P 2,50, 1 x 1,00 m par ml de mur.
Hauteur de 3,00 m :
- Blocs : Identiques aux précédents.
- Armatures des murs :
- Verticales : Diamètre 14 mm, espacement 25 cm, 8 x 3,00 m par ml de mur. (Diamètre augmenté pour la plus grande hauteur).
- Horizontales : Diamètre 8 mm, espacement 20 cm, 28 x 1,00 m par ml de mur.
- Chaînage horizontal : Diamètre 12 mm, 2 x 1,00 m par ml de mur.
- Armatures des semelles : Semelle D.P 3,00, 1 x 1,00 m par ml de mur.
Il est important de souligner que ces indications proviennent d'un extrait de guide et sont fournies à titre informatif. La conception d'un mur de soutènement en bloc à bancher est une affaire de spécialiste. Elle doit impérativement être confiée à un bureau d'études de structure qui réalisera les calculs précis en fonction des conditions spécifiques du site (nature du sol, présence de nappes phréatiques, charges environnantes, etc.).
Précautions et Bonnes Pratiques de Mise en Œuvre
Au-delà du ferraillage, d'autres aspects de la mise en œuvre des blocs à bancher sont essentiels pour garantir la durabilité du mur de soutènement.
La Pose des Blocs
Les blocs sont posés sur les longrines. Il est crucial que les armatures transversales des longrines ne gênent pas la pose des blocs, car elles serviront d'ancrage pour les murs. La vérification de l'aplomb par rapport à la longrine et la mise à niveau de chaque bloc sont des étapes fondamentales. Des cales en plastique peuvent être utilisées pour ajuster le niveau des parpaings.
Dans certains cas, les boucles de levage ou les armatures de la longrine peuvent gêner la pose des blocs. Si elles ne peuvent pas être coupées, il est possible de les plier pour assurer la liaison avec le mur. Lorsque les boucles de levage empêchent la pose, leurs positions sont projetées sur le bloc à bancher pour y réaliser des entailles à l'aide d'une meuleuse.
Les irrégularités de surface des longrines, comme les gravillons dépassant, doivent être traitées au burin et à la massette pour permettre un bon alignement des blocs.
La Longueur de Recouvrement des Aciers
La longueur de recouvrement des aciers est un point technique important pour assurer la continuité de la liaison entre deux barres d'armature. Selon le DTU 21 (NF P 18-201), cette longueur est de 50 fois le diamètre des aciers.
Vérification des Cotes et de l'Alignement
Il est primordial que les murs soient implantés précisément selon les plans. Toutes les cotes du bâtiment dépendront de cette implantation initiale. Le réglage de l'alignement est également une phase très importante qui facilitera la mise en œuvre ultérieure des éléments de construction, comme le plancher. Un niveau à bulle permet de vérifier l'aplomb du mur, surtout lorsqu'il n'est pas encore très haut.
Le Remplissage des Blocs : Coulage du Béton
Le coulage du béton dans les alvéoles des blocs à bancher est réalisé en même temps que le coulage des murs, des poteaux et des chaînages d'angle. Cette opération peut être effectuée manuellement, mais elle est très pénible. L'utilisation d'une pompe à béton est préférable et nécessite au moins trois opérateurs :
- Un opérateur guide l'extrémité de la pompe dans les alvéoles.
- Un deuxième opérateur effectue l'aiguillage du béton : il vibre ou remue le béton avec un fer à béton dans toutes les directions. Cette étape est cruciale pour éliminer les vides et les bulles d'air, et pour assurer que le béton pénètre bien dans toutes les alvéoles des blocs à bancher.
- Le dernier opérateur égalise le niveau du béton avec une taloche.
Il est important de respecter la hauteur de coulage maximale de béton par jour, qui est généralement limitée à 1,50 mètre. Cette limitation vise à éviter les surpressions dues au poids du béton frais sur les rangs inférieurs et à assurer une prise homogène.
Arrosage et Prise du Béton
Pour éviter une prise trop rapide du béton, il est conseillé d'arroser régulièrement les faces extérieures du mur. Un béton qui sèche trop vite peut entraîner des fissures.
Le Remblai Drainant
Après le coulage et le durcissement complet du béton (attendre 28 jours), il est temps de remblayer derrière le mur en parpaings à bancher. Pour évacuer efficacement l'eau qui pourrait s'accumuler derrière le mur, le remblai doit être perméable. Il est recommandé d'utiliser un remblai drainant, en utilisant des granulats achetés en carrière plutôt que la terre locale, qui peut être plus ou moins argileuse et retenir l'eau.
En conclusion, la construction d'un mur de soutènement en parpaing à bancher exige une approche rigoureuse, depuis la conception du ferraillage jusqu'aux détails de mise en œuvre. De nombreux cas de fissuration, voire d'éboulement, sont malheureusement courants lorsque ces règles de l'art ne sont pas respectées. L'intervention d'un bureau d'études de structure est donc indispensable pour garantir la sécurité et la longévité de l'ouvrage.
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