ГЭСН 04-01-051-03: Ударно-вращательное бурение в грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-051-03 является одним из ключевых нормативов в строительной отрасли, регламентирующих затраты на выполнение буровых работ. Данная норма входит в состав Сборника ГЭСН 81-02-04 "Скважины" и предназначена для определения потребности в ресурсах (трудозатратах рабочих, времени эксплуатации строительных машин и механизмов, а также материальных ресурсах) при производстве ударно-вращательного бурения скважин.

Основное назначение ГЭСН 04-01-051-03 — стандартизация и унификация подходов к расчету стоимости буровых работ, что позволяет сметчикам формировать достоверные и обоснованные сметы. Норма применяется для бурения скважин глубиной до 20 метров в грунтах 6-й группы. Это означает, что она охватывает работы в достаточно сложных и плотных геологических условиях, где требуется комбинированное воздействие на породу.

Ударно-вращательное бурение — это метод, при котором разрушение породы происходит за счет одновременного воздействия ударных и вращательных импульсов на породоразрушающий инструмент. Этот метод особенно эффективен при работе с твердыми, скальными, а также трещиноватыми грунтами и породами с твердыми включениями. Применение данной нормы позволяет учесть все необходимые затраты, связанные с использованием специализированного оборудования, квалифицированного персонала и расходных материалов, обеспечивая прозрачность и точность сметных расчетов.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-051-03 охватывает полный комплекс операций, необходимых для выполнения ударно-вращательного бурения скважин. В состав работ включены следующие технологические процессы:

• Подключение пневмоударника с промывкой и смазкой его. Этот этап включает подготовку основного породоразрушающего инструмента, обеспечивающего ударное воздействие на породу. Промывка и смазка необходимы для поддержания его работоспособности и продления срока службы.
• Установка кондуктора. Кондуктор — это короткая обсадная труба, устанавливаемая в начале бурения для предотвращения обрушения устья скважины и направления бурового инструмента.
• Бурение с наращиванием бурового снаряда. Основной процесс бурения, включающий последовательное добавление (наращивание) буровых штанг по мере углубления скважины. Ударно-вращательное воздействие обеспечивает эффективное разрушение грунта.
• Спуск и подъем бурового снаряда с его сборкой и разборкой. Эти операции необходимы для замены породоразрушающего инструмента, извлечения керна или устранения неполадок. Сборка и разборка снаряда требуют точности и соблюдения технологических требований.
• Смена коронок. Коронки являются расходным элементом бурового инструмента, непосредственно контактирующим с породой. Их своевременная замена обеспечивает необходимую производительность и качество бурения.
• Продувка скважин сжатым воздухом. Эта операция предназначена для удаления разрушенной породы (шлама) из скважины, обеспечивая свободное продвижение бурового инструмента и предотвращая заклинивание.
• Закрывание скважин пробкой. Завершающий этап, который может включать установку временной или постоянной пробки для защиты скважины от загрязнения или обрушения после завершения буровых работ.

Технология ударно-вращательного бурения

Ударно-вращательное бурение является одним из наиболее распространенных методов для проходки скважин в твердых и скальных грунтах. Суть метода заключается в комбинированном воздействии на забой: вращательное движение бурового инструмента сочетается с высокочастотными ударами, которые наносятся пневмоударником, расположенным на забое скважины. Сжатый воздух подается через колонну буровых труб к пневмоударнику, который обеспечивает от 1000 до 2000 ударов в минуту. Одновременно с этим, крутящий момент, прикладываемый к инструменту мощным вращателем, способствует эффективному дроблению породы. Разрушенная порода (шлам) удаляется из скважины потоком сжатого воздуха или промывочной жидкостью.

Данный метод позволяет эффективно проходить грунты с высокой прочностью, трещиноватостью и включениями, которые трудно поддаются другим способам бурения. Оборудование для ударно-вращательного бурения может быть самоходным, устанавливаться на колесном или гусеничном шасси, и различается мощностью пневмоударника и глубиной бурения.

Характеристика грунтов группы 6

Группа грунтов по буримости является ключевым параметром, определяющим выбор технологии бурения и соответствующей сметной нормы. Грунты 6-й группы характеризуются высокой плотностью и прочностью, что требует применения ударно-вращательного метода.

К грунтам 6-й группы относятся:

• Крупный галечник с небольшим количеством мелких валунов. Это отложения, состоящие из окатанных обломков горных пород размером от 10 до 100 мм, с незначительными включениями более крупных фракций.
• Окварцованные сланцы, известняки и песчаники. Горные породы, упрочненные процессами окремнения, что значительно повышает их твердость и абразивность.
• Крупнозернистые изверженные породы: граниты, диориты, сиениты, габбро, гнейсы. Эти породы обладают высокой прочностью и плотностью, образуются в результате застывания магмы.
• Порфиры и пегматиты. Разновидности изверженных пород с характерной структурой, также отличающиеся высокой твердостью.
• Конгломераты осадочных пород на кремнистом цементе. Сцементированные обломочные породы, где цементирующим веществом является кремнезем, что придает им особую прочность.
• Сланцы крепкие, песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк. Эти породы обладают значительной прочностью, но могут иметь слоистую структуру или включения глинистых и мергелистых компонентов.
• Мягкий доломит и средний змеевик. Доломиты и серпентиниты, которые, несмотря на свою классификацию как "мягкие" или "средние", все же требуют ударно-вращательного бурения из-за своей плотности и абразивности.
• Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму. Мерзлые грунты, особенно с крупными включениями, представляют собой сложную среду для бурения.
• Алевролит с включением кварца, ангидрит средней прочности, аргиллит слабокремненный средней прочности, бокситы. Эти породы также относятся к 6-й группе из-за своей прочности и сложности при бурении.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 04-01-051-03 предусмотрен следующий перечень материалов и ресурсов:

• Смазка солидол жировой Ж: 1 кг. Используется для смазки механизмов, в частности пневмоударника, обеспечивая его бесперебойную работу и снижение износа.
• Вода: 0.03 м³. Необходима для промывки скважин, а также для других технологических нужд в процессе бурения.
• Портландцемент тампонажный бездобавочный: 0.01 т. Применяется для тампонажных работ, например, для закрывания скважин пробкой или крепления кондуктора.
• Трубы бесшовные обсадные с треугольной резьбой: 1.02 м. Используются для крепления стенок скважины, предотвращая их обрушение, особенно в неустойчивых грунтах.

Отдельно следует отметить, что такие важные компоненты, как коронки, погружные пневмоударники и буровые штанги, хотя и являются ключевыми для процесса, не имеют прямого расхода в данной норме (указано "0"). Это означает, что их стоимость, как правило, учитывается в составе эксплуатации машин и механизмов, как износ или амортизация, либо их расход определяется по проекту в зависимости от конкретных условий бурения.

Машины и оборудование

Для выполнения ударно-вращательного бурения по норме ГЭСН 04-01-051-03 требуются следующие основные виды машин и оборудования:

• Станки буровые вращательного бурения самоходные, глубина бурения до 50 м, диаметр скважины 105 мм: 42.23 маш.-ч. Это основное оборудование, обеспечивающее вращательное движение бурового снаряда и подачу его в забой. Параметры станка (глубина бурения до 50 м, диаметр скважины 105 мм) указывают на его применимость для широкого спектра задач, включая бурение до 20 м, предусмотренное данной нормой.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м³/мин: 42.23 маш.-ч. Компрессор необходим для подачи сжатого воздуха к пневмоударнику, который осуществляет ударное воздействие на породу, а также для продувки скважины и удаления шлама.

Трудозатраты и требования к квалификации

Трудозатраты по норме ГЭСН 04-01-051-03 включают затраты труда рабочих и машинистов, необходимые для выполнения всего комплекса работ.

• Средний разряд работы 4,0: 42.43 чел.-ч. Это трудозатраты рабочих-строителей, непосредственно участвующих в процессе бурения, монтаже/демонтаже оборудования, вспомогательных операциях. Средний разряд 4.0 указывает на необходимость наличия квалифицированных специалистов.
• Средний разряд машинистов 4,0: 42.23 чел.-ч. Это трудозатраты машинистов, управляющих буровыми станками и компрессорами. Высокий разряд машинистов (4.0) подчеркивает сложность и ответственность работы с буровым оборудованием.

Общие трудозатраты на 100 м бурения скважин по данной норме составляют 84.66 чел.-ч (42.43 чел.-ч для рабочих и 42.23 чел.-ч для машинистов). Требования к квалификации персонала обусловлены необходимостью точного соблюдения технологии бурения, работы со сложным оборудованием и обеспечения безопасности на объекте.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения ГЭСН 04-01-051-03 при составлении сметной документации сметчику необходимо следовать определенному алгоритму:

1. Определение объема работ. Первым шагом является точное определение объема бурения, выраженного в 100 метрах скважин. Этот объем должен быть подтвержден проектной документацией или актами выполненных работ.
2. Классификация грунтов. На основе инженерно-геологических изысканий необходимо точно определить группу грунта на участке бурения. Для применения ГЭСН 04-01-051-03 грунт должен быть отнесен к 6-й группе по буримости.
3. Применение нормы. После подтверждения соответствия условий (глубина до 20 м, грунт группы 6) применяется норма ГЭСН 04-01-051-03. В смету включаются все ресурсы, предусмотренные данной нормой: трудозатраты рабочих и машинистов, время работы машин и механизмов, а также расход материалов.
4. Учет дополнительных затрат. В случае возникновения осложнений геологического характера (например, поглощения промывочной жидкости, уходы воды через трещины и пустоты), затраты труда, машин и материалов, связанные с ликвидацией таких осложнений, определяются дополнительно по данным технической документации.
5. Применение коэффициентов. Если условия производства работ отличаются от нормальных (например, работы в стесненных условиях, в зимнее время), к норме могут применяться повышающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к Сборнику ГЭСН 04 "Скважины" или другими нормативными документами.
6. Расчет накладных расходов и сметной прибыли. После определения прямых затрат (оплата труда, эксплуатация машин, стоимость материалов) к ним применяются нормативы накладных расходов (НР) и сметной прибыли (СП) в соответствии с действующими методическими указаниями, обоснованными в норме как Пр/812-004.0 и Пр/774-004.0 соответственно.

Примеры использования

Рассмотрим гипотетический пример. Необходимо пробурить 3 скважины глубиной по 15 метров каждая в гранитах (грунт 6-й группы) для установки анкерных креплений. Общий объем бурения составит 3 * 15 = 45 метров. Поскольку норма ГЭСН 04-01-051-03 приведена на 100 метров, для расчета затрат на 45 метров необходимо применить коэффициент 0.45 к нормативным показателям. Например, трудозатраты рабочих составят 42.43 чел.-ч * 0.45 = 19.10 чел.-ч. Аналогично рассчитываются затраты на машины и материалы.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 04-01-051-03 имеет ряд особенностей и ограничений, которые сметчику необходимо учитывать:

• Глубина бурения: Норма строго ограничена глубиной до 20 метров. Для скважин большей глубины следует применять другие нормы из таблицы 04-01-051 или других разделов сборника.
• Группа грунтов: Применение нормы возможно только для грунтов 6-й группы. Ошибочное определение группы грунта может привести к существенным искажениям в смете.
• Нормальные геологические условия: Норма разработана исходя из нормальных геологических условий. В случае возникновения осложнений (например, обвалы, поглощения, газопроявления), не учтенные в норме затраты должны быть обоснованы дополнительно проектной документацией.
• Перемещение оборудования: В норме учтено перемещение оборудования, деталей и вспомогательных материалов в рабочей зоне в радиусе до 10 метров. Перемещение на большие расстояния или транспортировка оборудования между объектами учитываются отдельно.
• Расходные материалы: Расход коронок, пневмоударников и буровых штанг, не имеющий прямого количественного показателя в норме, как правило, учитывается в составе эксплуатации машин и механизмов или определяется по проекту.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение сметных норм, особенно в такой специфической области, как бурение, часто сопряжено с ошибками. Знание наиболее распространенных из них поможет сметчикам избежать неточностей:

1. Неверное определение группы грунта. Это одна из самых частых и критичных ошибок. Неправильная классификация грунта (например, отнесение грунта 7-й группы к 6-й) приведет к занижению или завышению затрат. Как избежать: Всегда основывайтесь на данных инженерно-геологических изысканий и официальных классификациях грунтов по буримости (например, Приложение И к СП 1534/пр или таблицы в ГЭСН 81-02-04).
2. Неучет осложняющих факторов. Норма рассчитана на нормальные условия. Игнорирование таких факторов, как наличие валунов, плывунов, зон поглощения, может привести к недооценке трудоемкости и материалоемкости работ. Как избежать: Внимательно изучайте проектную документацию и отчеты по геологии. При наличии осложнений применяйте соответствующие коэффициенты или дополнительные расценки, предусмотренные сборниками ГЭСН.
3. Неправильный расчет глубины. Норма 04-01-051-03 применима только до 20 метров. Использование ее для больших глубин является ошибкой. Как избежать: Четко следуйте диапазонам глубин, указанным в наименовании нормы. Для других глубин используйте соответствующие нормы из той же таблицы ГЭСН 04-01-051.
4. Ошибки в учете расходных материалов. Некоторые материалы, такие как коронки или пневмоударники, могут не иметь прямого расхода в норме, но их износ или замена должны быть учтены. Как избежать: Уточняйте методику учета таких ресурсов в общих положениях к сборнику ГЭСН или по проектным данным. Возможно, их стоимость уже заложена в эксплуатацию машин или требуется отдельный расчет по проекту.
5. Игнорирование подготовительных и завершающих работ. Хотя состав работ в норме достаточно полный, могут быть дополнительные работы (например, расчистка площадки, устройство дорог, рекультивация), которые не учтены и должны быть добавлены. Как избежать: Внимательно анализируйте весь объем работ по проекту и сверяйтесь с общими положениями к сборнику ГЭСН, где указано, какие работы учтены, а какие нет.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Всегда начинайте с тщательного изучения проектной документации, включая инженерно-геологические изыскания. Это позволит точно определить тип грунта, глубину бурения и возможные осложнения.
• Использование актуальных нормативов: Убедитесь, что вы используете последнюю редакцию Сборника ГЭСН 04 "Скважины" и соответствующих методических рекомендаций. Нормативная база регулярно обновляется.
• Консультации со специалистами: При возникновении сомнений по классификации грунтов или особенностям технологии бурения не стесняйтесь обращаться к геологам, буровикам или опытным сметчикам.
• Внимание к деталям: Даже небольшие, казалось бы, мелочи, такие как смазка или вода, имеют свой нормативный расход и должны быть учтены в смете.
• Документирование: Всегда сохраняйте обоснования для применения тех или иных коэффициентов или дополнительных расценок. Это поможет при проверках и согласовании сметы.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 04-01-051-03 является частью таблицы 04-01-051, которая включает в себя различные группы грунтов для ударно-вращательного бурения скважин глубиной до 20 м. К связанным нормам относятся:

• ГЭСН 04-01-051-01: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 4.
• ГЭСН 04-01-051-02: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 5.
• ГЭСН 04-01-051-04: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 7.
• ГЭСН 04-01-051-05: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 8.
• ГЭСН 04-01-051-06: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 9.
• ГЭСН 04-01-051-07: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 10.
• ГЭСН 04-01-051-08: Ударно-вращательное бурение скважин глубиной бурения до 20 м в грунтах группы 11.

Выбор конкретной нормы из этой таблицы зависит исключительно от группы грунта, определенной на участке бурения. Помимо ударно-вращательного бурения, существуют и другие методы, например, роторное бурение, которое регламентируется нормой ГЭСН 04-01-001-01 и применяется для менее плотных грунтов.

Контрольные моменты

Для обеспечения точности и достоверности сметы, а также качества выполнения работ, сметчику и контролирующим органам следует обращать внимание на следующие контрольные моменты:

• Соответствие группы грунта: Проверка фактического соответствия грунта на объекте заявленной 6-й группе. Это должно быть подтверждено геологическими отчетами.
• Фактическая глубина бурения: Контроль за тем, чтобы фактическая глубина скважин не превышала 20 метров, иначе потребуется пересчет по другой норме.
• Наличие и качество материалов: Проверка использования предусмотренных нормой материалов и их соответствия требованиям качества.
• Работоспособность оборудования: Контроль за состоянием и исправностью буровых станков и компрессоров, так как их поломки могут привести к дополнительным затратам и срыву сроков.
• Квалификация персонала: Убедиться, что работы выполняются персоналом соответствующей квалификации, что минимизирует риски ошибок и аварий.
• Соблюдение технологии: Контроль за соблюдением всех операций, входящих в состав работ, включая правильное подключение пневмоударника, установку кондуктора, продувку скважин и т.д.
• Ведение исполнительной документации: Наличие и правильность оформления журналов буровых работ, актов скрытых работ, что является основанием для подтверждения объемов и качества выполненных работ.

Соблюдение этих рекомендаций позволит сметчикам эффективно применять ГЭСН 04-01-051-03, а также обеспечит высокое качество и экономическую обоснованность буровых работ.