V. Techniques d´accrochage sur l´existant

Boulons à expansion, goujons d’ancrage

Les boulons à expansion ou les goujons d’ancrage permettent d’accrocher des charges moyennes et lourdes dans les matériaux pleins. Les boulons sont composés d’une vis ou d’un boulon et d’une cheville métallique. Les goujons d’ancrage se composent d’une tige filetée à embout conique munie d’une bague, sans cheville. Le protocole de mise en place se déroule en 3 phases :

1. Perçage du trou au perforateur,
2. Pose du boulon dans le trou,
3. Serrage de la pièce à fixer.

NB : Dans le béton, les goujons résistent à une charge allant jusqu’à 8 kN.

Chevilles chimiques ou scellement chimiques

Les scellements ou les chevilles chimiques permettent de fixer directement une tige filetée dans le béton ou dans les matériaux pleins. Les charges admises sont très lourdes et le scellement est pratiquement indestructible. Le mortier chimique peut même être utilisé pour ancrer des fers à béton dans une structure existante. Le protocole de mise en place se déroule en 5 phases :

1. Perçage du trou au perforateur,
2. Nettoyage soigneux du trou,
3. Remplissage du trou au mortier,  
4. Mise en place de la tige filetée,
5. Serrage de la pièce à fixer.

NB : Les goujons résistent à des charges pouvant atteindre jusqu’à 90 kN de charge. Le résultat dépend du matériau et du soin avec lequel la fixation a été réalisée (qualité de nettoyage du trou…).

Pierre Engel pour www.constructalia.com

Boulons à queue de carpes et pattes de scellement

Systèmes existants de longue date, les pattes de scellement ou les boulons à queue de carpe constituent une solution de fixation dans le cas de liaisons travaillant uniquement au cisaillement. Cependant, l’usage de ces dispositifs est prohibé pour les pièces sollicitées à l’arrachement lorsqu’ils participent au dispositif de stabilité d’une construction. Il faut alors adapter les systèmes classiques tels que les tiges à crosse d’encrage ou autres ancrages marteaux…

Le boulon queue de carpe a une tige fendue sur 4 ou 5 cm à son extrémité lisse, les demies branches sont écartées à chaud pour donner une meilleure prise au scellement.

Les pattes sont plates, en acier brut ou galvanisé soudé ou vissé sur la pièce à sceller avec des extrémités qui sont simplement coudées ou comme pour les boulons à queue de carpe, sciées puis écartées à chaud ou à froid suivant leur épaisseur.

Bon marché car simple à exécuter, utilisés pour la pose définitive de bâtis ou d’huisseries lourdes, ils peuvent également servir à la fixation d’éléments de consolidation ou d’ajouts pour la réhabilitation.

Les conditions de cet usage sont simples. Il faut d’une part, pouvoir insérer le dispositif dans un support  sain capable d’encaisser les efforts qui seront transmis lors de la mise en charge, et d’autre part pouvoir mettre en œuvre le mortier ou le ciment.

Cette méthode fonctionne bien dans le cas des anciens voiles  banchés dont le béton dégarni sur la zone de scellement est ensuite reconstitué.

Pierre Engel pour www.constructalia.com

Le succès de cette opération est conditionné par la nature des efforts à transmettre au point d’appui mais aussi par la résistance intrinsèque du mur support. Ainsi pour un même cas, la charge admissible variera selon que l’on est en présence d’un mur en brique, en maçonnerie traditionnelle ou en béton banché. 

La technique des platines chevillées convient aux charges modestes et moyennes inférieures à 20 kN. Au-delà, il y a lieu de  bien  vérifier la capacité du matériau et  la performance des chevilles chimiques dont la capacité de résistance peut être fortement perturbée par le matériau support. Il semble donc utile à l’auteur de rappeler qu’un simple scellement par chevilles chimiques dans de la brique ne donne pas les mêmes résultats qu’une poutre posée en appui dans une réservation maçonnée dont la mise en œuvre est exposée dans la fiche suivante.

Scellement par cheville et platine

Fixation d’une poutre à talon de type IFB ou SFB pour la mise en place d’un plancher sans retombées.

Pierre Engel pour www.constructalia.com

Poutres mixtes traversant
le mur support

Détails du scellement d’une poutre métallique dans une réservation

Pierre Engel pour www.constructalia.com

Les illustrations montrent à gauche, la mise en place d’une poutre en acier rapportée sur un poteau en béton et à droite une poutre en acier fixée par une platine et des chevilles chimiques sur une poutre en béton armé.  Dans les deux cas, la technique est semblable.

Après avoir vérifié la résistance et la stabilité aux efforts appliqués (effort tranchant, moment fléchissant…) engendrés par la nouvelle situation de chargement, on procède au perçage du support avec des moyens adéquats comme un outils de coupe diamant…

La découpe ne doit pas endommager les barres d’armature en acier du béton armé. L’interruption du ferraillage est particulièrement préjudiciable lorsque celui-ci résiste à des efforts de flexion. Lors de telles manipulations sur une structure, il faut traiter les assemblages induisant des effets d’encastrement avec beaucoup de précautions. De tels efforts lorsqu’ils n’ont pas été pris en compte sont préjudiciables au fonctionnement de la structure et, lorsqu’ils sont voulus, ils n’en sont pas moins difficiles à mettre véritablement en œuvre.

Pierre Engel pour www.constructalia.com

D’une part, la résistance structurelle des voiles est satisfaisante car ils présentent des charges admissibles élevées, d’autre part la mise en place de platines ou le percement des voiles par des outils de coupe appropriés est précis et permet la mise en place des éléments d’attache d’une manière satisfaisante. Il existe plusieurs méthodes pour ancrer une poutre dans un voile existant.

La méthode employée dépend des efforts que l’on veut transmettre. Le simple support d’une poutre avec reprise de l’effort tranchant se fera soit par une platine fixée au moyen de chevilles chimiques comme le montre la fiche précédente, soit en posant la poutre dans une ouverture ménagée à cet effet avec calage au moyen de tasseaux. La reprise d’un moment fléchissant est plus compliquée. Il faut au préalable évaluer la résistance du voile pour ensuite dégager une cavité où l’on raccordera au ferraillage existant des armatures complémentaires et une platine munie de goujons soudés. 

Pierre Engel pour www.constructalia.com