terrassement - calcul de volume

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  • Calcul des volumes de terrassement partir de modles

    de projet 3D Avec Autocad civil 3D 2015

    Travail inclus dans les activits du module de topographie

    Ralis par : ELASRI Abdessadek Sous lencadrement de : M. Abdelkarim ELARRIM

    13/01/2015

    Filire Goinformation 2me anne

  • Page 2

    1. Introduction

    Les terrassements constituent les travaux de prparation de linfrastructure des ouvrages de gnie civil. Ils permettent dtablir la plateforme des niveaux infrieurs dune construction ainsi que les accs ces niveaux .Dune manire gnrale dans une opration de construction ils constituent un lot trs important et peuvent dans quelques cas engager des moyens trs importants mme si la construction projete reste modeste.

    2. Dfinitions et terminologie.

    2.1. Dfinition dun terrassement.

    Dune faon gnrale, tout mouvement de terres (remblai ou dblai) constitue un terrassement.

    Creuser une fouille, une rigole ou plus gnralement modifier le relief du sol reprsente en soi des terrassements.

    2.2. Oprations diverses.

    - Un terrassement par dblai consiste enlever des terres initialement en place ;

    - Un terrassement par remblai consiste mettre en place, en gnrale par apport ou dpt, des terres pralablement prleves.

    - Les travaux de terrassement sont gnralement prcds par des oprations dimplantation et de piquetage destins matrialiser les mouvements de terres en fonction des nivellements dfinitifs obtenir.

    2.3. Ouvrages connexes

    Les oprations de terrassement visent galement lexcution :

    - de la prparation des fondations superficielles ou profondes.

    - douvrages annexes aux btiments tels que les ouvrages de voierie (routes daccs, aires de stationnement et aires diverses)

    - douvrages dinfrastructure des rseaux enterrs (canalisations diverses, galeries regards etc.).

    2.4. Oprations lmentaires de terrassements.

    1. la fouille : opration consistant en lextraction de dblais.

    2. la charge : Mise en charge des dblais dans des vhicules de transport.

    3. Le transport.

  • Page 3

    4. la mise en dcharge : sur un site de stockage (mise en dpt) en vue dune utilisation future en vers la dcharge publique (mise en remblai).

    2.5. Sujtions et considrations diverses.

    Les oprations de terrassement seffectuent souvent dans des conditions difficiles qui ncessitent des prcautions particulires :

    - Terrassement en mauvais terrains (peu consistants et instables)

    - Terrassement profonds ncessitant des oprations dtaiement de blindage

    - Terrassement en zone urbaine proximit de constructions existantes ncessitant galement des prcautions.

    - Terrassement en prsence deau (prsence dune nappe phratique).

    En conclusion, les travaux de terrassement ncessitent des tudes approfondies en vue un contrle du prix de revient de ces derniers ainsi que le choix du matriel et les mthodes de ralisation appropris leur ralisation.

    3. Mthodes de calcul des volumes de terrassement.

    3.1 La mthode de quadrillage.

    Cette mthode est la base de calcul des volumes pour la plupart des logiciels modernes. Tout ce dont on a besoin sur le terrain est un niveau, une mire, une chane et des piquets. Le lev sur le terrain se fait par la mthode de quadrillage et le calcul par la mthode des prismes tronqus.

    Principe :

    lextrieur du site on place des piquets de faon ce quils forment un rseau de petits carrs. On prend des altitudes aux coins des petits carrs avant et aprs lexcavation et chaque changement en lvation est calcul. Pour chaque carr le volume est approximativement gal la moyenne des profondeurs fois laire du carr. Pour les parties qui ne sont pas couvertes entirement par un carr, le volume peut tre calcul en multipliant laire de la figure avec la moyenne des profondeurs.

    La mthode de calcul des prismes tronqus.

    la base de cette mthode reste la formule du volume du prisme tronqu.

    V=a*b*(h1+h2+h3+h4)/4

  • Page 4

    Ou autrement dit, la superficie de la base fois la moyenne des hauteurs. Cette mthode consiste tablir un quadrillage et dterminer l'altitude de chaque sommet avant et aprs l'excavation. Si on considre l'ensemble des prismes tronqus ainsi obtenus, la formule est la suivante:

    V= A/4 x (h1+2h2+3h3+4h4)

    Attention ! L'indice en rouge indique le nombre de quadrilatres contigus un mme sommet.

    Min 1, Max 4

    Exemple : calcul de volumes par la mthode des prismes tronqus.

    Quel est le volume d'excavation de l'emplacement si la superficie d'un quadrilatre est de 100m et si les altitudes mesures avant et aprs l'excavation sont les suivantes?

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    V= A/4 x (h1+2h2+3h3+4h4)

    h1 =7.1+1.9+1.7+2.7+6.1+51=24.60

    h2=5.9+5.0+3.6+6.8+6.6+4.0=31.90

    h3=3.0+5.0=8.0

    h4=5.8+6.2=12.0

    V=100/4*(24.60+2*31.90+3*8.0+4*12.0)

    V=4010 m

    3.2. La mthode des sections en travers

    Mthode trs pratique lorsquil sagit des projets qui stendent sur un axe longitudinal (routes, digues, barrages de terre ou roche etc.)

    Lorsquon emploie cette mthode, on mesure des sections en travers perpendiculaires l'axe du projet. Plus l'intervalle est petit, plus l'estimation est proche de la vraie valeur. Dans cette mthode le volume se calcule l'aide de la formule de la moyenne des bases ou de la formule du prismatoide.

    FORMULE DE LA MOYENNE DES BASES V=h x (S1+S2)/2

    Ou encore plus prcis

    FORMULE DU PRISMATOIDE V=h/6 x (S1+4Sm+S2)

    Sm - surface de la section mdiane

  • Page 6

    Si on regarde a du point de vue mathmatique, il est ncessaire de connatre la surface de la section mdiane. Dans les projets qui comprennent plusieurs sections on prend comme bases les sections de rang impair, et comme sections mdianes les sections intermdiaires. S'il y a un nombre impair de sections, la formule devient alors

    V= h/3 x (S1+Sn+2S impair+ 4S pair)

    S1 la surface de la premire section

    Sn la surface de la dernire section

    4. Calcul des volumes de terrassement partir de modles de projet 3D

    Ce tutoriel explique comment calculer les volumes de terrassement de dblai et de remblai entre deux surfaces.

    Les volumes de terrassements et de matriaux sont calculs en comparant deux surfaces l'une l'autre. Il est possible de calculer les quantits entre les tabulations drives de modles de surfaces rguliers et de surfaces de projet 3D.

    Les tables dfinissables par l'utilisateur indiquent les matriaux dfinis par telle ou telle surface ainsi que les caractristiques de ces matriaux. Enfin, l'analyse de l'aire permet de mettre en tableau les quantits de matriaux le long du projet 3D.

    4.1. Rvision des critres de mtr et des paramtres de rapport

    Mtr : Le mtr consiste quantifier tous les lments d'un ouvrage ralis et

    ne pas confondre avec avant mtr qui lui servira quantifier des parties d'ouvrages

    en vue de la ralisation d'un projet.

    L'avant mtr se situe en amont du projet alors que le mtr se situe en phase de

    conception du projet. Il servira notamment quantifier les quantits de matriaux

    engags par l'entreprise et servira la rmunration de celle-ci.

  • Page 7

    Les paramtres de rapport de mtr incluent les critres de mtr par dfaut utiliss

    pour crer les listes de matriaux et les styles par dfaut des tables. Les critres de

    mtr incluent une liste des matriaux indiquant les surfaces et les formes partir

    desquelles vous souhaitez gnrer les informations relatives au volume.

    Rvision des paramtres de mtr

    1. Ouvrez le fichier Earthworks-1.dwg. Le dessin s'ouvre avec trois fentres affiches.

    2. Dans l'onglet Paramtres de la fentre d'outils, dveloppez MtrCommandes.

    3. Sous l'ensemble Commandes, cliquez deux fois sur GenerateQuantitiesReport pour afficher la

    bote de dialogue Modifier les paramtres de commande.

  • Page 8

    4. Passez en revue les diffrents paramtres disponibles, mais n'effectuez aucune

    modification. Lorsque vous avez termin, cliquez sur Annuler.

    Examen des critres de mtr

  • Page 9

    1. Dans l'onglet Paramtres de la fentre d'outils, dveloppez Mtr Critres de

    mtr.

    Trois styles sont dfinis dans l'ensemble. 2. Cliquez deux fois sur le style Earthworks pour ouvrir la bote de dialogue Critres de mtr.

    3. Cliquez sur l'onglet Liste des matriaux.

    Cet onglet contient une table prdfinie pour le calcul des volumes de terrassement

    (dblai et remblai) en comparant le calque d'une surface de rfrentiel avec le

    calque d'une surface de terrain naturel.

    4. Dveloppez l'lment Earthworks dans le tableau.Vous allez utiliser les critres

    de terrassement dans ltape suivante pour calculer le mtr.

    Notez que la Condition de la surface EG (TN) est rgle sur Base, tandis que la

    surface Datum (Rfrentiel) est rgle sur Comparer. Cela indique que le matriau

    estremblay lorsque la surface Datum (Rfrentiel) est au-dessus de la surface EG

    (TN) et dblay lorsque la surface Datum (Rfrentiel) est en dessous de EG (TN).

    Notez galement les valeurs des trois coefficients dans la table :

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    Le coefficient de foisonnement est gnralement utilis comme coefficient d'expansion du dblai. Il est gnralement suprieur ou gal 1.0.

    Le coefficient de tassement est gnralement utilis comme coefficient de

    compactage du remblai. Il est gnralement suprieur ou gal 1.0.

    Le coefficient d

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