Métré des terrassements et de l'excavation

Le sol existe dans trois conditions, et le chiffre déclaré varie d'environ 10 à 70 pour cent de l'une à l'autre. Le volume en place est le volume naturel, non remanié, que vous lisez sur les dessins : le prisme de déblai entre le terrain existant et la surface de conception, ou le prisme de remblai entre le terrain d'origine et le niveau fini. Le volume foisonné est le volume excavé et gonflé qui remplit un camion, égal au volume en place multiplié par un plus le pourcentage de foisonnement. Le volume compacté est le volume mis en place et roulé qu'occupe un remblai fini, égal au volume en place multiplié par le facteur de retrait.

Deux facteurs relient les états, tous deux référencés au volume en place. Le foisonnement transforme le volume en place en volume foisonné, et son inverse, le facteur de chargement, reconvertit le volume foisonné. Le retrait transforme le volume en place en volume compacté; un remblai fini exige donc toujours plus de déblai ou d'emprunt en place que son propre volume géométrique : l'emprunt requis exprimé en volume en place est égal au volume de remblai compacté divisé par le facteur de retrait. Compenser le déblai brut par le remblai brut sans appliquer le retrait est l'erreur de bilan de terrassement classique.

Les facteurs varient fortement selon le matériau. À titre de valeurs approximatives de planification, les sols granulaires (sable et gravier) foisonnent d'environ 12 à 18 pour cent et présentent un retrait d'environ 5 à 14 pour cent; la terre ordinaire foisonne d'environ 25 pour cent et présente un retrait d'environ 10 à 20 pour cent; l'argile foisonne d'environ 30 à 40 pour cent et présente un retrait d'environ 10 à 20 pour cent; et la roche dynamitée foisonne d'environ 50 à 70 pour cent et présente un retrait négatif d'environ 30 pour cent, parce que la roche fragmentée occupe plus d'espace que le banc dont elle provient. Ce sont des moyennes publiées à des fins de planification; les valeurs réelles proviennent d'un essai de sol, soit la densité en place selon l'ASTM D1556 ou D6938 et la densité sèche maximale par essai Proctor selon l'ASTM D698 ou D1557.

L'état à déclarer dépend de l'objectif. Pour une soumission, vous partez du déblai en place et du remblai compacté, puis ajoutez l'emprunt en place nécessaire à tout manque; pour le transport et l'évacuation, vous convertissez en volume foisonné; pour un remblai payé en place, vous déclarez le volume compacté. Une simple verge cube ou un simple mètre cube est ambigu; l'unité doit donc toujours être étiquetée avec son état. Selon la plupart des spécifications routières des États-Unis, l'excavation de chaussée est mesurée en position en place et le remblai en position compactée, l'entrepreneur absorbant le foisonnement et le retrait sans paiement distinct.

Deux méthodes géométriques dominent, et le bon choix dépend du type de travail. Pour les terrassements linéaires et routiers, la méthode des aires moyennes prend l'aire de la section transversale de déblai ou de remblai à chaque station, fait la moyenne de deux aires adjacentes et la multiplie par la distance qui les sépare. En unités des États-Unis, les verges cubes sont égales à la moyenne des deux aires d'extrémité multipliée par la longueur, divisée par 27. La méthode surestime légèrement le volume là où les sections changent rapidement, et une correction prismoïdale l'affine là où la précision compte. L'exactitude dépend de l'espacement : un terrain droit est sectionné à environ 50 à 100 pieds, couramment 100 pieds en milieu rural et 50 pieds en milieu urbain, réduit à environ 25 pieds ou moins dans les bretelles, les courbes serrées et les terrains à variation rapide.

Pour les terrains, les plateformes de bâtiment et les bassins, où il n'y a pas d'alignement unique, on utilise plutôt une méthode de grille ou de points cotés : on superpose une grille, on calcule la profondeur de déblai ou de remblai à chaque nœud à partir de l'élévation existante moins l'élévation proposée, et on additionne les prismes. Les deux méthodes produisent un volume en place pour le déblai et un volume compacté pour le remblai; les conversions d'état sont appliquées par la suite, jamais intégrées à la géométrie.

La quantité de paiement et de conception est la ligne nette : du terrain existant jusqu'à la surface de déblai théorique ou au niveau fini, aux pentes de talus de conception. L'entrepreneur excave presque toujours plus que cela, parce que le sol ne peut tenir à la verticale, mais ce surplus de terre relève des moyens et méthodes, et non de la quantité mesurée. Déclarer le prisme taluté réel plutôt que la ligne nette surestime la quantité de paiement du volume des talus.

Lorsqu'un métré modélise le prisme réellement excavé à des fins d'estimation des coûts, la pente de talus fixe la surexcavation. L'OSHA Subpart P fixe les pentes maximales admissibles pour les excavations jusqu'à 20 pieds de profondeur, avec un système de protection requis à 5 pieds ou plus à moins que la paroi ne soit de la roche stable, et une conception d'ingénierie au-delà de 20 pieds. Les pentes maximales sont verticales pour la roche stable, trois quarts à l'horizontale pour un à la verticale (environ 53 degrés) pour un sol de type A, un pour un (45 degrés) pour le type B, et un et demi pour un (environ 34 degrés) pour le type C. Ce sont des limites de sécurité, et non la ligne de paiement.

L'excavation de tranchée est mesurée selon une largeur de paiement spécifiée, généralement le diamètre extérieur du tuyau plus un dégagement de travail de chaque côté, ou une largeur indiquée au contrat ou au détail standard, sans égard à la largeur réellement creusée par l'entrepreneur. Des dégagements d'environ 150 à 300 millimètres (6 à 12 pouces) par côté relèvent de la pratique courante plutôt que d'une valeur fixe; confirmez donc la largeur de paiement par rapport au détail de tranchée du projet. La surlargeur au-delà de la ligne de paiement est à la charge de l'entrepreneur.

Le volume de terrassement est mesuré net, sans tenir compte du foisonnement, du retrait ou des pertes dans la quantité géométrique. C'est un principe énoncé dans la CESMM4, partagé par la NRM2, la méthode australienne et néo-zélandaise, et la DIN 18300. Gonfler la géométrie avec le foisonnement puis appliquer aussi un facteur d'état revient à compter deux fois, ce qui explique pourquoi la géométrie demeure nette et les conversions demeurent explicites.

Il n'existe pas de seuil de vide codifié propre aux terrassements, et les obstructions isolées mineures comme des pieux uniques ou de petits réseaux sont ignorées et absorbées. Le mécanisme dominant pour les structures et les réseaux existants dans la fouille est le « extra over » (supplément), qui ajoute le coût d'excaver autour ou à travers eux plutôt que de déduire leur volume; la NRM2 mesure un supplément pour l'excavation le long ou à travers des réseaux existants et pour la démolition de roche, de béton armé ou de maçonnerie. Seuls les vides importants sont déduits, et lorsqu'on souhaite un seuil de taille, la valeur d'environ 1 mètre cube issue de la convention des vides pour les ouvrages de bâtiment est utilisée par analogie.

L'excavation est répartie par matériau parce que le coût varie d'un ordre de grandeur selon la difficulté à creuser le terrain. La pratique des États-Unis et de l'AASHTO distingue l'excavation commune, l'excavation de roche (matériau nécessitant le défonçage ou le dynamitage, les blocs au-delà d'une taille indiquée étant comptés comme roche) et l'excavation de matériau inapproprié ou de sous-sol, soit de la boue molle ou organique retirée sous le niveau et remplacée comme article de paiement distinct. Un article unique d'excavation non classée est aussi courant, où l'entrepreneur assume tout le risque lié au matériau. La taille de bloc qui déclenche la classification « roche » varie selon l'organisme; certains utilisent un volume, comme environ 1 verge cube, et d'autres un essai d'aptitude au défonçage. Selon la NRM2 et la CESMM4, l'excavation est répartie en terre végétale, matériau autre que la terre végétale ou la roche, et roche. La VOB allemande avec la DIN 18300 a remplacé les anciennes classes de sol fixes par des zones homogènes propres au projet.

La façon de mesurer la roche suit la même répartition. Dans la tradition du métré (quantity surveying), la roche est mesurée en supplément (« extra over ») par rapport à l'excavation de base : le volume de roche est tout de même compté dans la fouille de base, avec un taux additionnel pour la difficulté, sans égard à la profondeur. La pratique routière des États-Unis mesure plutôt la roche comme un article de paiement distinct qui remplace la quantité de base. Se tromper revient soit à compter la roche deux fois, soit à omettre la fouille de base située sous elle.

La terre végétale est décapée et mise en stock séparément de l'excavation de masse, parce qu'elle est réutilisée pour l'aménagement paysager. Elle est mesurée en surface avec une profondeur de décapage moyenne indiquée, généralement d'environ 100 à 150 millimètres (4 à 6 pouces), et peut aussi être déclarée comme un volume de stock égal à la surface multipliée par la profondeur. La NRM2 la mesure de cette façon, par exemple comme le décapage de terre végétale de 150 millimètres d'épaisseur en surface.

L'évacuation des excédents est détaillée par destination, conventionnellement tarifée pour le transport sur le volume foisonné en camion, tandis que les bordereaux de métré la mesurent souvent sur le volume en place de l'excavation d'où elle provient; le remblai importé est facturé sur le volume compacté qu'il forme en place. La distance de transport est régie par le diagramme de mouvement des terres (« mass haul »), qui trace le déblai moins remblai cumulatif sur une base commune de volume en place le long de l'alignement. Jusqu'à une distance de transport gratuite prévue au contrat, le déplacement est compris dans le prix de base d'excavation; au-delà, le surtransport (« overhaul ») est payé séparément comme une quantité volume-distance, par exemple des verges cubes-stations ou des mètres cubes-kilomètres, plutôt qu'un volume pur.

Le Royaume-Uni est le plus codifié. La NRM2 et la CESMM4 mesurent l'excavation nette en mètres cubes, avec indication de la surface de départ et du niveau réduit. La NRM2 répartit l'excavation de masse et de fondation en tranches de profondeur de 2 mètres (n'excédant pas 2 mètres, 2 à 4 mètres, 4 à 6 mètres, et ainsi de suite), tandis que la CESMM4 classe selon la profondeur maximale totale. L'espace de travail est laissé à la discrétion de l'entrepreneur selon la NRM2, et sa deuxième édition a réintroduit le mesurage du soutènement de terrassement pour toutes les parois d'excavation de plus de 250 millimètres de profondeur, qu'il soit jugé nécessaire ou non.

La pratique routière des États-Unis n'a aucune méthode de mesurage légale : l'excavation de chaussée est en position en place à la verge cube, le remblai est compacté, la profondeur n'est pas répartie en tranches, et l'entrepreneur absorbe le foisonnement et le retrait. En Australie et en Nouvelle-Zélande, les déblais et remblais de génie civil sont mesurés selon l'AS 1181, tandis que l'Australia and New Zealand Standard Method of Measurement couvre l'infrastructure des bâtiments, où la profondeur d'excavation est classée par incréments de 1 mètre (0 à 1, 1 à 2, 2 à 3, 3 à 4 mètres, de sorte qu'une profondeur totale de 3,5 mètres tombe dans la tranche de 3 à 4 mètres) et l'espace de travail correspond au pourtour le long de la semelle multiplié par la profondeur. À travers l'Europe, la VOB avec la DIN 18300 facture selon les dimensions réelles avec une classification des matériaux par zones homogènes.

Pour la facturation d'avancement, l'entrepreneur est payé soit selon la quantité au plan, soit selon une quantité mesurée sur le terrain à partir des sections transversales finales. Les ministères des transports paient couramment la quantité au plan lorsqu'aucune modification de conception ne survient, ne remesurant que lorsqu'un déclencheur défini est atteint, comme des aires d'extrémité consécutives variant au-delà d'un seuil (une variance de 5 pour cent est courante, mais propre à chaque organisme), une surexcavation, un glissement ou un tassement. Cette base de paiement est distincte à la fois de la quantité soumissionnée et de la quantité commandée, et les trois ne doivent jamais être déclarées l'une pour l'autre.