ГЭСН 05-01-040-09: Устройство буронабивных свай в неустойчивых грунтах

Введение

Норма ГЭСН 05-01-040-09 является одним из ключевых элементов в сметно-нормативной базе для определения затрат на устройство фундаментов. Она регламентирует выполнение работ по созданию железобетонных буронабивных свай с использованием вращательного (роторного) способа бурения скважин, при котором для стабилизации стенок и удаления грунта применяется глинистый раствор.

Назначение и область применения нормы

Данная норма предназначена для расчета ресурсных затрат при устройстве буронабивных свай диаметром до 600 мм, с возможностью уширения основания до 1600 мм, в особо сложных инженерно-геологических условиях — а именно, в неустойчивых грунтах группы 3. Неустойчивые грунты группы 3 характеризуются высокой сложностью для бурения и требуют специальных методов крепления стенок скважин, таких как применение глинистого раствора, для предотвращения их обрушения.

Применение буронабивных свай является оптимальным решением при возведении объектов в условиях плотной городской застройки, на участках со сложными грунтами (например, плывуны, слабые обводненные почвы), а также для сооружений с высокими сосредоточенными нагрузками, таких как многоэтажные здания, мосты и промышленные объекты.

Техническая информация

Понимание технологического процесса, заложенного в норму ГЭСН 05-01-040-09, критически важно для корректного сметного расчета. Норма охватывает полный комплекс работ, необходимых для создания одной буронабивной сваи.

Состав работ по норме

Состав работ, учтенный в ГЭСН 05-01-040-09, включает следующие основные операции:

1. Перемещение буровой установки от скважины к скважине. Эта операция учитывает затраты времени и ресурсов на позиционирование бурового оборудования для выполнения последующих скважин.
2. Установка и снятие направляющего кондуктора. Кондуктор обеспечивает точное начальное позиционирование скважины и предотвращает размыв верхних слоев грунта.
3. Бурение скважины и уширение основания. Основной этап, включающий вращательное (роторное) бурение на проектную глубину. В неустойчивых грунтах бурение производится с одновременной подачей глинистого раствора. Норма также предусматривает уширение основания сваи, что значительно увеличивает ее несущую способность.
4. Удаление выбуренного грунта. Глинистый раствор, циркулируя в скважине, выносит разрушенную породу на поверхность, откуда она удаляется.
5. Приготовление и подача глинистого раствора. Глинистый раствор (как правило, на основе бентонитовой глины) готовится на месте производства работ. Он подается в скважину для создания гидростатического давления, которое предотвращает обрушение стенок, особенно в обводненных и неустойчивых грунтах.
6. Установка арматурных каркасов. После бурения и очистки скважины в нее опускается заранее изготовленный арматурный каркас, который придает свае необходимую прочность и жесткость.
7. Монтаж и демонтаж бетонолитных труб и бункера. Бетонирование свай осуществляется методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Для этого монтируются специальные бетонолитные трубы и бункер, через которые бетонная смесь подается на дно скважины. По мере заполнения скважины трубы поэтапно демонтируются.
8. Бетонирование сваи. Подача бетонной смеси в скважину методом ВПТ. Важно, чтобы нижний конец бетонолитной трубы всегда находился ниже уровня бетона в скважине не менее чем на 1 метр, что предотвращает расслоение бетонной смеси и смешивание ее с глинистым раствором.
9. Бетонирование голов сваи. Завершающий этап, включающий формирование верхней части сваи, которая будет соединяться с ростверком или другими элементами фундамента.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-01-040-09 предусмотрен расход следующих основных материалов и ресурсов:

• Трудозатраты рабочих: Средний разряд работы 3,8: 8.73 чел.-ч.
• Трудозатраты машинистов: 7.98 чел.-ч.
• Машины и оборудование:
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу, объем ковша 0,4 м3: 0.04 маш.-ч.
• Установка для устройства буронабивных свай на базе экскаватора с емкостью ковша 2,5 м3 для бурения скважин диаметром до 1,7 м: 1.91 маш.-ч.
• Краны на гусеничном ходу, грузоподъемность 25 т: 0.43 маш.-ч.
• Вибраторы глубинные: 0.56 маш.-ч.
• Глиномешалки, емкость 4 м3: 1.62 маш.-ч.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.16 маш.-ч.
• Насосы грязевые, производительность 23,4-65,3 м3/ч, давление нагнетания 15,7-5,88 МПа (160-60 кгс/см2): 2.06 маш.-ч.
• Насосы, производительность 50 м3/ч, напор 32 м, мощность 8 кВт: 2.18 маш.-ч.
• Материалы:
• Вода: 1.45 м3
• Грунт глинистый (глина): 0 м3 (указывает на то, что глина для раствора может быть местной или ее расход учтен в составе глинистого раствора, который готовится из бентонитовой глины )
• Портландцемент общестроительного назначения бездобавочный М400 Д0 (ЦЕМ I 32,5Н): 0.14 т.
• Проволока горячекатаная в мотках, диаметр 6,3-6,5 мм: 0 т (может использоваться для вязки арматуры, но расход в норме не учтен, либо учтен в составе готовых каркасов).
• 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: 0.056 м3.
• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружный диаметр 219 мм, толщина стенки 7,7-14,2 мм: 0.001 т.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты по норме ГЭСН 05-01-040-09 на 1 м3 конструктивного объема сваи составляют:

• Рабочие-строители: 8.73 чел.-ч при среднем разряде 3,8.
• Машинисты: 7.98 чел.-ч.

Эти показатели отражают время, необходимое для выполнения всех операций, перечисленных в составе работ, с учетом использования соответствующего оборудования. Важно отметить, что расход некоторых ресурсов, таких как химреагенты, расход бурового инструмента, смеси бетонные тяжелого бетона и каркасы арматурные, указан как "0 ч" в разделе трудозатрат, что означает, что их стоимость и использование учитываются как материальные ресурсы, а не как прямые трудозатраты по данной позиции. Расход бетонной смеси и арматурных каркасов, как правило, определяется проектом и добавляется к смете отдельно.

Требования к квалификации

Средний разряд рабочих, заложенный в норму, составляет 3,8. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять сложные технологические операции, связанные с бурением, приготовлением и подачей глинистого раствора, установкой арматурных каркасов и бетонированием свай методом ВПТ. Работы с буровыми установками и крановым оборудованием требуют наличия опытных машинистов.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-01-040-09 требует от сметчика глубокого понимания технологии и умения адаптировать норму к конкретным условиям проекта.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости по норме ГЭСН 05-01-040-09 производится на 1 м3 конструктивного объема сваи. Алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение объема свай: Прежде всего, необходимо рассчитать объем каждой буронабивной сваи в кубических метрах, исходя из ее проектного диаметра и длины, а также объема уширения основания, если оно предусмотрено. Общий объем работ будет суммой объемов всех свай.
2. Применение нормы: Умножить количество ресурсов (трудозатраты рабочих, машиночасы машин, расход материалов) на общий объем свай, полученный на первом шаге. Это даст общее количество ресурсов, необходимых для выполнения работ.
3. Учет стоимости ресурсов: Полученные объемы ресурсов умножаются на их текущую сметную стоимость (с учетом индексов пересчета, если смета составляется в текущих ценах).
4. Дополнительные затраты: К прямым затратам (оплата труда, эксплуатация машин, стоимость материалов) добавляются накладные расходы (НР) и сметная прибыль (СП), которые обосновываются соответствующими приказами, например, Пр/812-005.1 для НР и Пр/774-005.1 для СП.
5. Учет неучтенных ресурсов: В норме 05-01-040-09 не учтены напрямую расход бетонной смеси и арматурных каркасов. Эти позиции должны быть добавлены в смету отдельными строками, исходя из проектных данных и соответствующих норм на поставку и монтаж арматуры, а также на приготовление или поставку бетона.

Примеры использования

Норма ГЭСН 05-01-040-09 применяется в следующих типовых ситуациях:

• Строительство в сложных геологических условиях: При наличии водонасыщенных песков, супесей, текучих глин, плывунов, где традиционные методы устройства свай (например, забивные) невозможны или сопряжены с высоким риском обрушения скважин.
• Возведение высотных зданий и мостов: Для объектов, требующих глубоких фундаментов с высокой несущей способностью, где буронабивные сваи с уширением основания обеспечивают необходимую устойчивость.
• Работы вблизи существующих зданий: Роторное бурение с использованием глинистого раствора минимизирует вибрации и динамические воздействия на окружающую застройку, что делает этот метод предпочтительным в условиях плотной городской застройки.

Особенности и ограничения

• Грунты группы 3: Применение нормы строго ограничено неустойчивыми грунтами группы 3. Классификация грунтов по группам для бурения скважин приведена в приложении 4.1 к сборнику ГЭСН 4 "Скважины". Это наиболее сложные для бурения грунты, требующие постоянной поддержки стенок скважины.
• Глинистый раствор: Обязательное использование глинистого раствора (бентонитового) для стабилизации стенок скважины и выноса шлама. Качество и параметры раствора (плотность, вязкость) должны строго контролироваться.
• Диаметры свай: Норма охватывает сваи диаметром до 600 мм с уширением до 1600 мм. Для других диаметров или условий грунтов следует применять соответствующие нормы из таблицы ГЭСН 05-01-040 или других таблиц сборника ГЭСН 05.
• Метод ВПТ: Бетонирование только методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) с соблюдением правила постоянного заглубления конца трубы в бетонную смесь.

Полезная информация

Для успешного применения нормы ГЭСН 05-01-040-09 и предотвращения ошибок сметчикам следует учитывать ряд практических аспектов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Недостаточный или неточный расчет: Одной из частых ошибок является пренебрежение точным расчетом несущей способности фундамента и объема свай. Это может привести к перерасходу материалов или, наоборот, к недостаточной прочности конструкции. Как избежать: Всегда основывайтесь на детальных геологических изысканиях и проектной документации. Привлекайте опытных специалистов для расчета объемов и нагрузок.
2. Неправильное применение глинистого раствора: Использование раствора несоответствующей плотности или вязкости, а также нарушение технологии его подачи, может привести к обрушению стенок скважины или ухудшению качества бетона. Как избежать: Строго контролировать параметры глинистого раствора и соблюдать технологию его циркуляции.
3. Нарушение технологии бетонирования (ВПТ): Несоблюдение правила постоянного заглубления бетонолитной трубы в бетонную смесь (минимум на 1 метр) может привести к расслоению бетона, образованию пустот или смешиванию бетона с глинистым раствором, что снижает прочность сваи. Как избежать: Обеспечить строгий контроль за процессом бетонирования и обучить персонал особенностям метода ВПТ.
4. Неучтенные ресурсы: Забывают добавить в смету стоимость арматурных каркасов и бетонной смеси, так как они не включены в прямые трудозатраты нормы. Как избежать: Внимательно изучать состав работ и ресурсов нормы, а также техническую часть сборника ГЭСН 05, чтобы учесть все необходимые дополнительные затраты.
5. Неправильная группа грунтов: Применение данной нормы для грунтов, не относящихся к группе 3, или для устойчивых грунтов. Как избежать: Всегда сверяться с результатами инженерно-геологических изысканий и классификацией грунтов по ГЭСН 4 "Скважины".

Практические советы

• Детальные изыскания: Перед началом проектирования и составления сметы обязательно проводите тщательные инженерно-геологические изыскания для точного определения типа и свойств грунтов. Это позволит выбрать наиболее подходящую технологию и норму.
• Контроль качества материалов: Особое внимание уделяйте качеству глинистого раствора и бетонной смеси. Для бетона рекомендуется использовать литую смесь с осадкой конуса 16-20 см для лучшего заполнения скважины и вытеснения раствора.
• Обучение персонала: Убедитесь, что весь персонал, задействованный в работах, прошел необходимое обучение и имеет опыт работы с буронабивными сваями и методом ВПТ.
• Документация: Ведите подробную исполнительную документацию, включая журналы бурения, приготовления раствора и бетонирования, для контроля качества и обоснования выполненных работ.

Связанные нормы

При работе с буронабивными сваями по норме ГЭСН 05-01-040-09 сметчикам могут потребоваться следующие связанные нормы:

• ГЭСН 05-01-040-06: Устройство железобетонных буронабивных свай вращательным (роторным) способом бурения скважин с подачей глинистого раствора диаметром 800 мм в неустойчивых грунтах группы 3.
• ГЭСН 05-01-040-08: Устройство железобетонных буронабивных свай вращательным (роторным) способом бурения скважин с подачей глинистого раствора диаметром до 600/1600 мм в неустойчивых грунтах группы 2.
• ГЭСН 05-01-028: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах с бурением скважин вращательным (ковшовым) способом. Применяется, если грунты устойчивы и не требуют глинистого раствора.
• ГЭСН 05-01-075 и ГЭСН 05-01-076: Устройство буронабивных свай под защитой обсадной трубы. Эти нормы применяются, когда вместо глинистого раствора для крепления стенок используются обсадные трубы.
• ГЭСН 81-02-04 "Скважины" (Сборник 4): Содержит нормы на бурение скважин и классификацию грунтов по группам бурения, что критически важно для определения применимости ГЭСН 05-01-040-09.
• ГЭСН 81-02-06 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные" (Сборник 6): Используется для расчета стоимости устройства ростверков, если они не учтены в составе работ по сваям.

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Всегда проверяйте соответствие выбранной нормы проектной документации, особенно в части диаметра свай, типа грунтов и технологии выполнения работ.
• Объем работ: Точно определяйте объем работ в м3 конструктивного объема сваи. Это основа для всех дальнейших расчетов.
• Актуальность нормативов: Используйте только актуальные версии ГЭСН, утвержденные Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации.
• Учет всех ресурсов: Убедитесь, что в смету включены все необходимые ресурсы, в том числе те, которые не учтены напрямую в норме (например, бетон, арматура, химреагенты для раствора, если их расход не нулевой по проекту).

Соблюдение этих рекомендаций позволит сметчикам эффективно и точно применять норму ГЭСН 05-01-040-09, обеспечивая достоверность сметной документации и успешную реализацию строительных проектов.