ГЭСН 05-01-007-02: Погружение свай-оболочек вибропогружателем

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 05-01-007-02

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-007-02 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству фундаментов с использованием железобетонных свай-оболочек. Эта норма регламентирует процесс погружения свай-оболочек вибропогружателем в определенные грунтовые условия и при заданных параметрах свай.

Основное назначение нормы — определить нормативные затраты труда, машин и материалов, необходимые для выполнения работ по погружению железобетонных свай-оболочек длиной до 12 метров и диаметром до 2 метров. Ключевой особенностью, учтенной в данной норме, является обязательное извлечение грунта из полости сваи-оболочки, что характерно для технологии погружения полых конструкций. Работы по данной норме применимы исключительно в связных грунтах.

Сваи-оболочки представляют собой пустотелые стержни большого диаметра, которые широко используются при возведении крупных сооружений, таких как высотные здания, мосты, эстакады, а также в условиях слабых, водонасыщенных или подверженных плавучести грунтов. Их применение обеспечивает высокую несущую способность и устойчивость фундаментов, особенно в местах с повышенной влажностью или сейсмической активностью.

Единицей измерения для данной нормы является 1 кубический метр (м3) железобетона свай-оболочек, что позволяет унифицировать расчеты независимо от конкретных размеров и количества погружаемых свай, при условии соблюдения указанных в норме параметров длины и диаметра.

Техническая информация: Состав работ, ресурсы и технология

Норма ГЭСН 05-01-007-02 охватывает полный комплекс технологических операций, необходимых для качественного погружения железобетонных свай-оболочек с извлечением грунта. Детальное понимание состава работ и необходимых ресурсов позволяет сметчикам точно определить прямые затраты.

Состав работ по норме

В состав работ, учтенных нормой 05-01-007-02, входят следующие операции:

1. Контрольная сборка секций свай-оболочек. Перед началом основных работ производится предварительная сборка секций свай для проверки их геометрии, соосности и готовности к погружению. Это важный этап для обеспечения точности и предотвращения деформаций в процессе погружения.
2. Установка и снятие устройства для подвешивания оболочки в направляющем каркасе. Для точного позиционирования и вертикального погружения свай-оболочек используются специальные направляющие устройства и подвесы. Данная операция включает монтаж этих элементов перед погружением каждой сваи и их демонтаж после завершения работ.
3. Установка свай-оболочек в направляющий каркас. Сваи-оболочки, часто имеющие значительные габариты и вес, устанавливаются в заранее смонтированный направляющий каркас, который обеспечивает их строго вертикальное положение и предотвращает отклонения в процессе погружения.
4. Наращивание свай-оболочек с приваркой фланцев, гаек и антикоррозийной изоляцией стыков. Поскольку сваи-оболочки могут состоять из нескольких секций, их наращивание происходит по мере погружения. Стыковка секций выполняется путем приварки фланцев и гаек, обеспечивая прочное и герметичное соединение. Особое внимание уделяется антикоррозийной изоляции стыков, что критически важно для долговечности конструкции, особенно в агрессивных грунтовых условиях. Изоляция может выполняться обмазкой горячим битумом с наклейкой слоев мешковины или торкретированием по металлической сетке.
5. Установка на сваю-оболочку и снятие с нее вибропогружателя. Вибропогружатель — основное оборудование для выполнения работ. Его монтаж на голову сваи-оболочки и последующий демонтаж после достижения проектной отметки являются неотъемлемой частью технологического процесса.
6. Монтаж и демонтаж эрлифтов и высоконапорных труб. Для извлечения грунта из полости сваи-оболочки используются эрлифтные установки, работающие за счет подачи сжатого воздуха или воды под высоким давлением. Данный пункт включает все работы по установке и последующему демонтажу этих систем.
7. Погружение свай-оболочек с извлечением грунта из полости сваи-оболочки. Это основная операция, включающая непосредственное вибропогружение сваи в грунт и одновременное или последовательное извлечение разрыхленного грунта из ее внутренней полости с помощью эрлифтов.

Материалы и ресурсы

Норма 05-01-007-02 учитывает расход следующих основных и вспомогательных материалов на 1 м3 железобетона свай-оболочек:

• Вода: 27 м3
• Битум нефтяной строительный БН-90/10: 0.001 т
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 1.4 кг
• Болты с гайками и шайбами строительные: 4.65 кг
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 32 мм: 0.236 м
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 9-12 мм: 0.01 т
• Уголок стальной горячекатаный равнополочный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина полок 35-56 мм, толщина полки 3-5 мм: 0.001 т
• Брус обрезной хвойных пород (ель, сосна), естественной влажности, длина 2-6,5 м, ширина 100 и более мм, толщина 100 и более мм, сорт III: 0.002 м3
• Трубы стальные бесшовные горячедеформированные со снятой фаской из стали марок 10, 20, 35, наружный диаметр 45 мм, толщина стенки 3,5 мм: 0.236 м
• Трубы стальные бесшовные горячедеформированные со снятой фаской из стали марок 10, 20, 35, наружный диаметр 114 мм, толщина стенки 4,5 мм: 0.236 м

Машины и оборудование

Для выполнения работ по данной норме предусмотрено использование следующей строительной техники и оборудования (расход указан в машино-часах на 1 м3 железобетона свай-оболочек):

• Вибропогружатели низкочастотные электрические для погружения свай-оболочек, эксцентриковый момент 124,4 кгм, центробежная сила 604 кН: 2.74 маш.-ч
• Краны козловые, грузоподъемность 65 т, высота подъема крюка 24 м: 9.28 маш.-ч
• Котлы битумные передвижные электрические с центробежной мешалкой, объем загрузочной емкости 400 л: 0.21 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 1.44 маш.-ч
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м3/мин: 1.04 маш.-ч
• Насосы центробежные многоступенчатые с электроприводом, подача 60 м3/ч, напор 165 м: 0.93 маш.-ч

Общее количество машино-часов по норме составляет 15.79 маш.-ч.

Трудозатраты и требования к квалификации

Норма предусматривает следующие трудозатраты на 1 м3 железобетона свай-оболочек:

• Затраты труда рабочих: 18.5 чел.-ч при среднем разряде 3.8.
• Затраты труда машинистов: 23.42 чел.-ч.

Общие трудозатраты составляют 41.92 чел.-ч. Средний разряд рабочих 3.8 указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять сложные монтажные, сварочные и погрузочные работы, а также управлять специализированной техникой.

Технология вибропогружения и извлечения грунта

Вибропогружение — это безударный метод установки свай, основанный на передаче высокочастотных колебаний от вибропогружателя к свае. Эти колебания снижают трение грунта по боковой поверхности сваи и сопротивление грунта под ее нижним концом, позволяя свае плавно погружаться под действием собственного веса и веса вибропогружателя. Данный метод особенно эффективен для полых свай-оболочек с открытой нижней частью, так как вибрации способствуют разжижению грунта внутри полости.

В связных грунтах (глины, суглинки) вибропогружение эффективно, поскольку вибрации помогают разрушить структурные связи в грунте, облегчая проходку. Однако эффективность может сильно зависеть от типа грунта, массы вибропогружателя и самой сваи.

Извлечение грунта из полости сваи-оболочки является обязательной частью данной нормы. Для этого используются эрлифтные установки и высоконапорные трубы. Эрлифт работает по принципу создания восходящего потока водогрунтовой смеси за счет подачи сжатого воздуха или воды в нижнюю часть полости сваи. Это позволяет эффективно удалять разрыхленный грунт, что снижает сопротивление погружению и обеспечивает достижение проектной глубины. Грунт удаляется не только из погруженной части, но и ниже ножа сваи на глубину, определяемую опытным путем в зависимости от устойчивости стенок забоя.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение нормы ГЭСН 05-01-007-02 требует от сметчика не только знания состава работ, но и понимания алгоритма расчета, а также учета специфических условий применения.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема железобетона свай-оболочек. Первым шагом является точное определение объема железобетона, из которого состоят погружаемые сваи-оболочки, в кубических метрах (м3). Этот объем рассчитывается на основе проектной документации, учитывая длину и диаметр свай. Например, для полой сваи-оболочки необходимо рассчитать объем материала стенок, а не полный объем цилиндра.
2. Проверка соответствия условиям нормы. Убедитесь, что характеристики свай (длина до 12 м, диаметр до 2 м) и тип грунта (связные) соответствуют условиям применения нормы 05-01-007-02. Если параметры отличаются, возможно, потребуется применение других норм из группы 05-01-007 или других сборников.
3. Применение нормы. После определения объема железобетона, умножьте его на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-007-02 (трудозатраты рабочих и машинистов, расход материалов и машино-часов). Полученные значения будут отражать прямые затраты в базисных ценах.
4. Пересчет в текущие цены. Поскольку ГЭСН отражают затраты в базисных ценах (например, 2000 или 2001 года), для получения актуальной сметной стоимости необходимо применить текущие индексы пересчета. Эти индексы регулярно публикуются Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ и региональными центрами ценообразования.
5. Учет накладных расходов и сметной прибыли. К прямым затратам добавляются накладные расходы и сметная прибыль, которые рассчитываются в соответствии с действующими методическими указаниями и нормативами.
6. Дополнительные затраты. Не забудьте учесть возможные дополнительные затраты, не включенные напрямую в ГЭСН, такие как затраты на транспортировку свай и оборудования до объекта, утилизацию извлеченного грунта, геодезический контроль, испытания свай и другие сопутствующие работы.

Примеры использования

Норма 05-01-007-02 применяется в следующих типовых случаях:

• Устройство фундаментов мостов и эстакад: Где требуются глубокие фундаменты в связных грунтах, а использование ударных методов ограничено из-за близости существующих сооружений или чувствительности грунтов к динамическим воздействиям.
• Возведение высотных зданий: В условиях городской застройки, где необходимо минимизировать шум и вибрации, а также обеспечить высокую несущую способность фундамента на сложных грунтах.
• Строительство гидротехнических сооружений: Включая причалы, берегоукрепления, где сваи-оболочки могут служить как несущими элементами, так и частью ограждающих конструкций.
• Работы в водонасыщенных связных грунтах: Вибропогружение с извлечением грунта эрлифтом особенно эффективно в таких условиях, так как вода способствует разжижению грунта и облегчает его удаление.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-01-007-02 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые необходимо учитывать:

• Тип грунта: Норма строго предназначена для связных грунтов (глины, суглинки). При работе в несвязных грунтах (пески, супеси) или грунтах другой категории следует использовать соответствующие нормы.
• Параметры свай: Длина свай-оболочек должна быть до 12 метров, а диаметр — до 2 метров. Для свай с другими параметрами существуют отдельные нормы в том же сборнике.
• Метод погружения: Норма учитывает только вибропогружение. Если проектом предусмотрен другой метод (например, забивка ударным молотом или вдавливание), необходимо применять иные расценки.
• Извлечение грунта: Обязательным условием применения данной нормы является извлечение грунта из полости сваи-оболочки. Если грунт не извлекается, норма не применима.
• Неприменимость для составных свай: Технология вибропогружения не рекомендуется для составных железобетонных свай, так как высокочастотные колебания могут привести к деформации или разрушению сварных соединений.

Полезная информация: Типичные ошибки, советы и связанные нормы

Для успешного применения ГЭСН 05-01-007-02 и избежания ошибок в сметной документации, сметчикам следует учитывать ряд практических аспектов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта. Одной из наиболее частых ошибок является некорректная идентификация грунтов на строительной площадке. Норма 05-01-007-02 строго привязана к связным грунтам. Применение ее для несвязных грунтов (песков, супесей) или других типов приведет к существенным искажениям в расчетах, так как технология и трудозатраты для разных грунтов значительно отличаются. Как избежать: Всегда основывайтесь на данных инженерно-геологических изысканий и проектной документации, где четко указаны характеристики грунтов. При необходимости консультируйтесь с геологами.
2. Игнорирование параметров свай. Норма имеет четкие ограничения по длине (до 12 м) и диаметру (до 2 м) свай-оболочек. Использование данной нормы для свай, выходящих за эти параметры, является грубой ошибкой. Как избежать: Внимательно проверяйте проектные данные по сваям и выбирайте соответствующую норму из группы 05-01-007 (например, для более длинных свай).
3. Неучет или неправильный расчет объема извлекаемого грунта. Данная норма явно указывает на "извлечение грунта из полости сваи-оболочки". Если этот аспект не учтен или объем извлеченного грунта рассчитан неверно, смета будет некорректной. Как избежать: Убедитесь, что проект предусматривает извлечение грунта, и включите в расчеты соответствующие объемы. Помните, что извлечение грунта — это не просто выемка, а комплекс работ, учтенный в норме.
4. Некорректное применение индексов пересчета. ГЭСН отражают базисные цены, и для получения текущей стоимости необходимо использовать актуальные индексы пересчета. Ошибки в применении индексов, использование устаревших данных или их полное игнорирование приведут к значительным расхождениям между сметной и фактической стоимостью. Как избежать: Регулярно обновляйте сметно-нормативные базы и используйте только официальные, актуальные индексы, публикуемые уполномоченными органами.
5. Недостаточная детализация или укрупненный расчет. Попытка укрупнить или сократить наименования работ и материалов без должной детализации может привести к недопониманию между заказчиком и подрядчиком, а также к финансовым потерям. Как избежать: Всегда максимально подробно описывайте все запланированные работы и используемые материалы в соответствии с нормативами. Это обеспечивает прозрачность и точность сметы.

Практические советы для сметчиков

• Тщательно изучайте проектную документацию: Перед началом составления сметы убедитесь, что у вас есть полный комплект проектной документации, включая инженерно-геологические изыскания, чертежи и спецификации. Это позволит точно определить объемы работ и условия их выполнения.
• Проверяйте соответствие оборудования: Убедитесь, что характеристики вибропогружателя и кранов, указанные в норме, соответствуют планируемому к использованию оборудованию на объекте. Хотя ГЭСН усреднены, понимание возможностей техники поможет в оценке реализуемости проекта.
• Учитывайте сопутствующие работы: Помимо прямых затрат, не забывайте включать в смету расходы на транспортировку материалов и оборудования, утилизацию извлеченного грунта, геодезический контроль, испытания свай, а также возможные непредвиденные расходы (рекомендуется закладывать резерв 5-15% от общей стоимости).
• Используйте специализированное ПО: Современные сметные программы значительно упрощают работу с ГЭСН, автоматизируя расчеты и проверку на соответствие нормативам. Это минимизирует риск человеческих ошибок.
• Постоянно повышайте квалификацию: Сметное дело постоянно развивается, появляются новые нормы, методики и технологии. Регулярное обучение и отслеживание изменений в законодательстве помогут оставаться компетентным специалистом.

Связанные нормы

При работе со свайными фундаментами часто приходится обращаться к смежным нормам. Для погружения железобетонных свай-оболочек в различных условиях могут быть применимы следующие нормы из сборника ГЭСН 05 "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов":

• Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек длиной до 6 м с извлечением грунта из полости сваи-оболочки диаметром до 2 м в грунты связные: Применяется для более коротких свай-оболочек (до 6 м) в аналогичных грунтовых условиях.
• Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек длиной свыше 12 м с извлечением грунта из полости сваи-оболочки диаметром до 2 м в грунты несвязные: Используется для более длинных свай-оболочек (свыше 12 м) в несвязных грунтах.
• Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек длиной свыше 12 м с извлечением грунта из полости сваи-оболочки диаметром до 2 м в грунты связные: Применяется для более длинных свай-оболочек (свыше 12 м) в связных грунтах.
• Забивка железобетонных свай: Эта норма или аналогичные ей используются, если проектом предусмотрен ударный метод погружения свай, а не вибропогружение.

Контрольные моменты

Для обеспечения точности сметы и качества выполнения работ важно контролировать следующие аспекты:

• Соответствие проектной документации: Всегда сверяйте фактические условия на стройплощадке с данными, указанными в проекте. Любые отклонения могут потребовать корректировки сметы.
• Качество стыковки и изоляции: Особое внимание уделяйте контролю качества сварных швов при наращивании секций свай-оболочек и надежности антикоррозийной изоляции стыков. Это напрямую влияет на долговечность конструкции.
• Глубина погружения и отказ: Контролируйте достижение проектной глубины погружения свай и величину отказа (глубина погружения сваи от одного удара или за определенное количество колебаний). Отказ является важным показателем несущей способности сваи.
• Объем извлеченного грунта: Ведите учет объема грунта, извлеченного из полости свай-оболочек, чтобы подтвердить выполнение данного вида работ и корректность применения нормы.

Соблюдение этих рекомендаций позволит сметчикам эффективно применять ГЭСН 05-01-007-02, обеспечивая точность расчетов и способствуя успешной реализации строительных проектов.