Ingénierie

Aug 22, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5377 (2023) Citer cet article

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Détails des métriques

L'étude technique-géologique porte sur l'étude de l'importance et de la relation entre l'ouvrabilité du sol et de la roche (facteur représentant la structure technique-géologique du massif rocheux) et les autres paramètres de terrassement influençant le coût des travaux de construction, tels que le type d'excavation et sa technologie, et le volume cubique excavé. L'outil comparatif était le coût du terrassement car il reflète la valeur réelle des paramètres donnés lors de la mise en œuvre du terrassement. L'ouvrabilité du sol et de la roche est le paramètre le plus important de la structure technique et géologique du massif rocheux lors de tout travail de terrassement. L'investisseur paie l'entrepreneur pour les travaux de terrassement sur la base de classes d'ouvrabilité dont la valeur comptable est exprimée en unité de volume de terrassement par projet particulier. Les résultats de la recherche sont issus d'une comparaison de 6 études de cas de projets de construction de réseaux d'égouts dans le nord-est de la République tchèque. L'étude montre que le facteur le plus important lors de la mise en œuvre des travaux de terrassement est la structure technique et géologique spécifique (52 %), qui se reflète dans le paramètre des classes d'ouvrabilité du sol et de la roche, sur la base duquel tous les travaux de terrassement sont évalués. Le deuxième facteur le plus important (33 %) est le type d’excavation et sa technologie. Le moins important est le volume cubique excavé (15%), c'est-à-dire le volume cube global du terrassement. Les résultats ont été obtenus selon trois approches d'évaluation, où l'unité de comparaison était un mètre cube de volume excavé lors des travaux de terrassement.

La motivation et le sujet de l'étude technique-géologique (Fig. 1) sont d'identifier l'importance du caractère de la structure géologique (représentée par l'ouvrabilité du sol et de la roche) pour la mise en œuvre des travaux de terrassement1,2,3,4. Pour ce faire, il est également important de vérifier l’importance d’autres paramètres (type, technologie et volume d’excavation).

Schéma simplifié des objectifs de recherche.

Tous ces paramètres (facteurs) participent aux coûts des travaux de terrassement, et donc l'unité de comparaison sera le coût du volume excavé (m3). Ces informations sont importantes pour les investisseurs et les entrepreneurs (également pour les ingénieurs géologues ou géotechniciens) effectuant des travaux de terrassement. Connaître les coûts de chaque paramètre signifie qu'une attention particulière est portée lors de la planification pour prévoir le déroulement des travaux et éviter d'éventuels pièges. L'étude a également des objectifs scientifiques et didactiques car elle peut aider à préparer les chercheurs, les enseignants et les étudiants à aborder ces questions. Le terrassement, qui fait l'objet de cette étude, représente une composante importante de tout projet de construction. Il fait également partie de toutes les investigations techniques et géologiques5,6,7. De plus, dans certains projets de construction, le terrassement constitue le travail dominant, par exemple dans le domaine des égouts ou de la construction de routes. Pour réaliser cette étude, nous avons choisi des projets de construction de réseaux d'égouts et comparé 6 projets de construction de réseaux d'égouts différents comme études de cas du nord-est de la République tchèque (Fig. 1). Les systèmes d'égouts ont été discutés par Xu et al.8 et Kang et al.9, mais dans le contexte des géorisques ou des tremblements de terre.

L'étude aboutit à des relations quantifiées entre l'ouvrabilité des sols et des roches, ainsi que le type, la technologie et le volume d'excavation à l'aide d'un outil comparatif des coûts de terrassement (prix d'excavation de 1 m3).

L’ouvrabilité des sols et des roches10,11,12,13,14 est une propriété caractérisée par la quantité de travail nécessaire pour casser et charger le sol ou les roches lors des travaux de terrassement liée à une unité de volume. Elle correspond à la résistance qu'exerce le sol ou la roche au relâchement (identique à la caractéristique de rupture des roches), prend en compte l'accroche (adhésivité) des roches sur les outils, le relâchement et la difficulté de chargement sur les véhicules. Elle s'exprime par 7 classes d'ouvrabilité15,16. La propriété la plus similaire est la caractéristique de rupture des roches17,18,19,20,21, mais elle ne prend pas en compte le travail nécessaire pour charger le matériau travaillé sur un véhicule. Lors des travaux de terrassement, les aspects environnementaux doivent également être pris en compte22,23.