ГЭСН 05-01-043-01: Устройство буронабивных свай в водонасыщенных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-043-01 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости устройства железобетонных буронабивных свай в особо сложных инженерно-геологических условиях. Данная норма регламентирует работы по устройству свай диаметром от 900 до 1000 мм и длиной до 12 метров. Ее применение строго ограничено для неустойчивых водонасыщенных грунтов 2 группы.

Основное назначение нормы — обеспечить корректный расчет затрат на выполнение полного комплекса работ по сооружению буронабивных свай в условиях, где требуется применение специальных методов для стабилизации стенок скважин, таких как использование глинистого (бентонитового) раствора. Это отличает ее от норм для сухих или устойчивых грунтов, где крепление стенок может не требоваться или осуществляться иными способами. Норма разработана на основе официальных документов и методических рекомендаций, что обеспечивает ее достоверность и применимость в сметно-нормативной базе Российской Федерации. Обоснование нормы базируется на нормативах расхода ресурсов (НР: Пр/812-005.1) и специальных работах (СП: Пр/774-005.1).

Область применения ГЭСН 05-01-043-01 охватывает фундаментные работы для различных типов зданий и сооружений, где требуется высокая несущая способность и устойчивость в сложных грунтовых условиях. Буронабивные сваи, устраиваемые по данной технологии, являются одним из наиболее надежных и экономически обоснованных решений для таких объектов, как мостовые сооружения, крупные промышленные и гражданские здания, возводимые на слабых или неоднородных грунтах.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-01-043-01 предусматривает полный комплекс операций, необходимых для устройства железобетонных буронабивных свай в водонасыщенных неустойчивых грунтах. Каждая операция имеет свою специфику и требует строгого соблюдения технологических требований:

1. Устройство лотков пульпоотводной системы. Эта операция является подготовительной и критически важной для эффективной циркуляции глинистого раствора. Лотки предназначены для сбора отработанного бурового раствора, выносящего разрушенный грунт из скважины, и его последующей очистки или утилизации. Правильное устройство системы обеспечивает бесперебойность процесса бурения и минимизирует загрязнение рабочей площадки.

2. Установка, снятие и перестановка свайно-бурового оборудования. Данный этап включает позиционирование свайно-буровой установки (СБУ) на точке бурения, ее закрепление и настройку. Установки СБУ (например, СБУ 35, СБУ 80) представляют собой мобильные буровые комплексы, способные выполнять бурение скважин под буронабивные сваи. Перестановка оборудования осуществляется по мере выполнения работ на каждой свае, что требует точности и координации.

3. Приготовление глинистого раствора. Глинистый раствор, чаще всего на основе бентонитовых глин, является ключевым элементом технологии устройства свай в неустойчивых водонасыщенных грунтах. Он готовится на месте производства работ с использованием глиномешалок. Основная функция раствора — создание гидростатического давления на стенки скважины, предотвращающего их обрушение, а также образование на поверхности стенок тонкой, но плотной глинистой корки, которая препятствует проникновению воды из грунта в скважину. Качество приготовления раствора (плотность, вязкость) напрямую влияет на устойчивость скважины и качество будущей сваи.

4. Бурение скважин. Бурение скважин осуществляется вращательным способом с постоянной подачей глинистого раствора. По мере бурения раствор под давлением поднимается вверх по скважине, вынося разрушенный грунт на поверхность и попадая в пульпоотводную систему. Диаметр бурения для данной нормы составляет 900-1000 мм, а глубина — до 12 метров.

5. Установка армокаркасов. После завершения бурения и очистки скважины в нее опускается заранее изготовленный арматурный каркас. Армокаркас обеспечивает несущую способность железобетонной сваи и ее связь с ростверком. Точность установки каркаса критически важна для проектной прочности сваи.

6. Укладка бетона и уход за ним. Бетонная смесь укладывается в скважину методом ВПТ (вертикально перемещающейся трубы) или с использованием бетонолитной трубы, начиная со дна. Бетон, поднимаясь вверх, вытесняет глинистый раствор. Важно обеспечить непрерывность бетонирования и качественное уплотнение бетона, часто с применением глубинных вибраторов, для достижения монолитности и проектной прочности сваи. После укладки бетона осуществляется уход за ним, что включает защиту от быстрого высыхания, перепадов температур и механических повреждений для обеспечения набора прочности.

7. Очистка циркуляционной системы. Завершающий этап, включающий очистку лотков, глиномешалок и другого оборудования от остатков глинистого раствора и шлама. Это необходимо для поддержания оборудования в рабочем состоянии и соблюдения экологических норм.

Материалы и ресурсы

В норме ГЭСН 05-01-043-01 учтены следующие основные материалы и ресурсы, необходимые для выполнения работ на 1 м3 объема сваи:

• Средний разряд работы 4,6: Указывает на требуемую квалификацию рабочих-строителей для выполнения данного вида работ.
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу, объем ковша 0,4 м3: Используются для земляных работ, связанных с устройством лотков и подготовкой площадки.
• Установки свайно-буровые на базе крана на гусеничном ходу, грузоподъемностью 25 т, диаметр бурения до 1000 мм: Основное оборудование для бурения скважин. Установки типа СБУ специально предназначены для таких задач.
• Вибраторы глубинные: Применяются для уплотнения бетонной смеси в скважине, обеспечивая ее монолитность и отсутствие пустот.
• Глиномешалки, емкость 4 м3: Необходимы для приготовления бентонитового раствора.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: Используются для доставки материалов и вывоза отходов.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: Требуются для сборки и усиления арматурных каркасов на месте.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м3/мин: Могут использоваться для очистки скважин или подачи воздуха в процессе бурения.
• Насосы грязевые, производительность 23,4-65,3 м3/ч, давление нагнетания 15,7-5,88 МПа (160-60 кгс/см2): Применяются для циркуляции глинистого раствора и откачки шлама.
• Вода (3 м3): Используется для приготовления глинистого раствора и технологических нужд.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм (0.1 кг): Расходуются при сварочных работах с арматурными каркасами.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 16 мм (0.01 м): Для подачи воды и растворов.
• Кондуктор инвентарный металлический (0.003 шт): Используется для точного позиционирования бурового инструмента и предотвращения обрушения устья скважины на начальном этапе.
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 9-12 мм (0 т) и 1-8 мм (0 т): Эти материалы учтены в составе оборудования или как общие затраты, не привязанные к объему сваи.
• 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): Может использоваться для устройства временных конструкций, опалубки лотков или подкладок.
• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружный диаметр 377 мм, толщина стенки 9-12 мм (0.004 т): Могут использоваться для временного крепления стенок скважины в особо сложных условиях, хотя основное крепление обеспечивается бентонитовым раствором.
• Порошки бентонитовые (0.13 ч): Основной компонент для приготовления глинистого раствора.
• Расход бурового инструмента (0 ч): Учитывает износ буровых долот и шнеков.
• Бетонные смеси готовые к употреблению (1.26 ч): Основной материал для тела сваи. Объем бетона обычно принимается с небольшим запасом на 1 м3 конструктивного объема сваи.
• Каркасы арматурные (0 ч): Учитывает затраты на изготовление и установку арматурных каркасов.

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 05-01-043-01 устанавливает трудозатраты рабочих-строителей в размере 10.6 чел.-ч на 1 м3 объема сваи. Средний разряд работы составляет 4.6. Это отражает высокую сложность и ответственность выполняемых работ, требующих квалифицированного персонала. Время выполнения работ напрямую зависит от объема свай, геологических условий и производительности используемого оборудования. Учитываются все операции, от подготовительных до завершающих, включая приготовление раствора, бурение, установку арматуры и бетонирование.

Требования к квалификации

Учитывая средний разряд работы 4.6, можно сделать вывод о высоких требованиях к квалификации рабочих. Персонал, задействованный в устройстве буронабивных свай по данной норме, должен обладать глубокими знаниями в области буровых работ, технологии приготовления и контроля качества глинистых растворов, правил установки арматурных каркасов и технологии бетонирования в сложных условиях. Операторы свайно-буровых установок должны иметь соответствующие допуски и опыт работы с тяжелой буровой техникой. Контроль качества на всех этапах требует участия инженерно-технического персонала с соответствующей подготовкой.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости по ГЭСН 05-01-043-01 производится на 1 м3 объема железобетонной буронабивной сваи. Для корректного применения нормы сметчику необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема свай: Исходя из проектной документации, необходимо точно рассчитать объем каждой сваи. Объем цилиндрической сваи определяется по формуле V = π * (D/2)^2 * L, где D — диаметр сваи (в данном случае 0.9-1.0 м), L — длина сваи (до 12 м). Если проектом предусмотрены уширения в основании сваи, их объем также должен быть учтен.

2. Выбор соответствующей нормы: Убедиться, что условия проекта (диаметр, длина свай, тип грунта — неустойчивые водонасыщенные грунты 2 группы) соответствуют условиям применения ГЭСН 05-01-043-01. Для других длин свай (до 25 м или более 25 м) следует использовать ГЭСН 05-01-043-02 или ГЭСН 05-01-043-03 соответственно.

3. Применение ресурсных показателей: Норма 05-01-043-01 содержит нормы расхода ресурсов (материалов, машин, трудозатрат) на 1 м3 сваи. Эти показатели умножаются на общий объем свай, подлежащих устройству, для получения общего количества необходимых ресурсов. Например, если объем одной сваи составляет 6 м3, то трудозатраты на нее составят 10.6 чел.-ч/м3 * 6 м3 = 63.6 чел.-ч.

4. Учет специфических условий: При необходимости применения коэффициентов, учитывающих усложняющие факторы (например, стесненные условия производства работ), следует руководствоваться общими положениями Сборника ГЭСН-05 и соответствующими методическими указаниями.

5. Формирование локальной сметы: Полученные ресурсные показатели пересчитываются в текущие цены с использованием актуальных индексов пересчета. Важно учитывать, что ГЭСН содержит только нормы расхода, а не стоимость в рублях.

Примеры использования

Пример 1: Расчет для одной сваи

Предположим, необходимо рассчитать смету на устройство одной буронабивной сваи диаметром 1000 мм (1 м) и длиной 10 м в водонасыщенных грунтах 2 группы. Объем сваи составит: V = 3.14 * (1/2)^2 * 10 = 3.14 * 0.25 * 10 = 7.85 м3.

Согласно ГЭСН 05-01-043-01, для этой сваи потребуется:

• Трудозатраты рабочих: 10.6 чел.-ч/м3 * 7.85 м3 = 83.21 чел.-ч.
• Вода: 3 м3/м3 * 7.85 м3 = 23.55 м3.
• Порошки бентонитовые: 0.13 ч/м3 * 7.85 м3 = 1.0205 ч (это, вероятно, тонны или другие единицы измерения, указанные в исходной норме как 'ч' - часы работы оборудования или тонны/кг материала, но в данном случае для порошков это скорее всего тонны или кг, так как это материал, а не время). Предположим, это тонны: 0.13 т/м3 * 7.85 м3 = 1.0205 т.
• Бетонные смеси готовые к употреблению: 1.26 ч/м3 * 7.85 м3 = 9.891 ч (аналогично, это может быть м3 бетона, а не часы). Предположим, это м3: 1.26 м3/м3 * 7.85 м3 = 9.891 м3.

Аналогично рассчитываются все остальные ресурсы, указанные в норме, умножением их удельного расхода на объем сваи.

Пример 2: Учет группы грунтов

Если в проекте указаны грунты, которые не относятся ко 2 группе водонасыщенных неустойчивых грунтов (например, сухие устойчивые грунты 1-3 групп), то применение ГЭСН 05-01-043-01 будет некорректным. В этом случае следует использовать другие нормы, например, ГЭСН 05-01-028-03 для устройства буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах. Это подчеркивает важность точного определения инженерно-геологических условий.

Особенности и ограничения

• Грунтовые условия: Норма строго применима для неустойчивых водонасыщенных грунтов 2 группы. К ним относятся пески пылеватые насыщенные водой, а также связные грунты текучей и текучепластичной консистенции. Попытка применить эту норму к другим типам грунтов приведет к искажению сметной стоимости и, возможно, к выбору неоптимальной технологии.
• Диаметр и длина свай: Норма охватывает сваи диаметром 900-1000 мм и длиной до 12 м. Для свай других размеров необходимо использовать соответствующие поднормы или другие ГЭСН.
• Технология с применением СБУ и глинистого раствора: В норме учтены затраты на использование свайно-буровых установок и приготовление/циркуляцию глинистого раствора. Это означает, что технология бурения "под защитой" раствора является неотъемлемой частью данной нормы.
• Контроль качества раствора и бетона: В условиях водонасыщенных грунтов критически важен постоянный контроль качества глинистого раствора (его плотности и вязкости) и бетонной смеси. Несоблюдение параметров может привести к размыву несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами или обрушению стенок скважины.
• Неучтенные затраты: Норма не учитывает затраты на вывоз шлама за пределы строительной площадки, а также на устройство оснований для механизмов, если это не предусмотрено общими положениями сборника. Эти затраты должны быть учтены дополнительно по проекту.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 05-01-043-01, как и любой другой сметной нормы, сопряжено с риском допущения ошибок, которые могут привести к значительным финансовым потерям или конфликтам между заказчиком и подрядчиком.

1. Неправильное определение инженерно-геологических условий. Самая распространенная и критическая ошибка — неверное определение группы грунтов или их состояния. Если грунты на объекте не являются неустойчивыми водонасыщенными грунтами 2 группы, применение данной нормы будет ошибочным. Как избежать: Всегда основывайтесь на актуальных и полных инженерно-геологических изысканиях. При малейших сомнениях проконсультируйтесь со специалистами-геологами.

2. Игнорирование или некорректный учет глинистого раствора. В условиях водонасыщенных грунтов бентонитовый раствор является не просто вспомогательным материалом, а неотъемлемой частью технологии, обеспечивающей устойчивость скважины. Как избежать: Убедитесь, что в смете учтены все необходимые ресурсы для приготовления и циркуляции раствора, а также его утилизации. Проверяйте соответствие расхода бентонитовых порошков проектным данным и технологическим картам.

3. Ошибки в расчете объемов. Неточное определение диаметра или длины свай, а также игнорирование уширений в основании, приводит к некорректному объему работ и, соответственно, к завышению или занижению сметы. Как избежать: Тщательно сверяйте все геометрические параметры свай с проектной документацией. Используйте точные формулы для расчета объемов.

4. Неполный учет состава работ. Норма 05-01-043-01 включает в себя определенный состав работ. Иногда сметчики могут ошибочно исключать или, наоборот, дублировать отдельные операции, что приводит к искажению стоимости. Как избежать: Внимательно изучайте состав работ, приведенный в технической части сборника ГЭСН-05, и убедитесь, что все операции учтены корректно и без дублирования.

5. Применение устаревших или неактуальных коэффициентов. Сметно-нормативная база регулярно обновляется, и некоторые коэффициенты, которые применялись ранее (например, понижающий коэффициент 0.4 к прямым затратам), могут быть отменены или изменены. Как избежать: Всегда используйте самые актуальные редакции ГЭСН и официальные письма Минстроя и других регулирующих органов, касающиеся применения коэффициентов и индексов.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом составления сметы на устройство буронабивных свай, особенно в сложных условиях, необходимо максимально подробно изучить проектную документацию, включая раздел инженерно-геологических изысканий. Это позволит точно определить тип грунтов, наличие водонасыщенных слоев и их характеристики.
• Контроль качества бентонитового раствора: На строительной площадке следует организовать постоянный контроль за приготовлением и параметрами глинистого раствора (плотность, вязкость, водоотдача). Отклонения от нормы могут привести к проблемам с устойчивостью скважины и качеством сваи.
• Взаимодействие с технологами: При возникновении вопросов по технологии выполнения работ в конкретных условиях, особенно при наличии сложных геологических разрезов, рекомендуется консультироваться с инженерами-технологами или специалистами по свайным работам. Это поможет избежать ошибок в выборе норм и расчетов.
• Документирование процесса: Ведение подробного журнала производства работ, в котором фиксируются все этапы бурения, приготовления раствора, установки арматуры и бетонирования, а также результаты контроля качества, поможет обосновать примененные нормы и объемы работ при проверках.
• Учет дополнительных затрат: Помните, что ГЭСН не учитывает все возможные затраты. Например, расходы на транспортировку шлама с объекта, утилизацию отработанного бентонитового раствора, а также затраты на временные дороги или площадки для техники, если они не учтены в других нормах, должны быть добавлены в смету отдельными позициями.

Связанные нормы

Для полного понимания контекста применения ГЭСН 05-01-043-01 и выбора наиболее подходящей нормы, сметчику важно знать о существовании связанных и альтернативных норм:

• ГЭСН 05-01-043-02: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 900-1000 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ, длина свай: → до 25 м. Эта норма применяется в тех же грунтовых условиях и для того же диаметра свай, но при длине свай от 12 до 25 метров.
• ГЭСН 05-01-043-03: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 900-1000 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ, длина свай: → более 25 м. Данная норма используется для свай длиной более 25 метров, сохраняя те же условия по диаметру и типу грунта.
• ГЭСН 05-01-028-03: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах 1-3 групп с бурением скважин вращательным (ковшевым) способом диаметром: до 1200 мм, длина свай до 12 м. Эта норма является альтернативой, когда работы ведутся в сухих и устойчивых грунтах, не требующих применения глинистого раствора для крепления стенок скважины.

Выбор между этими нормами определяется исключительно проектными данными по длине свай и результатами инженерно-геологических изысканий, определяющих тип и состояние грунтов.

Контрольные моменты

Для обеспечения правильности применения нормы и качества выполнения работ, сметчику и контролирующим органам следует обращать внимание на следующие контрольные моменты:

• Соответствие грунтов: Проверка соответствия фактических инженерно-геологических условий на площадке тем, что указаны в проекте и для которых предназначена норма (неустойчивые водонасыщенные грунты 2 группы).
• Параметры свай: Точное соответствие диаметра (900-1000 мм) и длины (до 12 м) свай, указанных в проекте, условиям нормы.
• Наличие и качество бентонитового раствора: Контроль за использованием бентонитового раствора и его параметрами (плотность, вязкость) в соответствии с технологическими требованиями.
• Состав работ: Проверка выполнения всех операций, предусмотренных составом работ нормы, и отсутствие неучтенных или дублирующихся позиций.
• Применение оборудования: Убедиться, что на объекте используется оборудование, соответствующее или аналогичное указанному в норме (свайно-буровые установки, глиномешалки, насосы).
• Трудозатраты: Контроль за фактическими трудозатратами и их соответствием нормативным показателям с учетом квалификации рабочих.
• Документация: Наличие и правильность оформления исполнительной документации, включая журналы бурения, акты скрытых работ, протоколы испытаний бетона и грунтов.

Соблюдение этих контрольных моментов поможет избежать ошибок, обеспечить высокое качество сметной документации и успешное выполнение строительных работ.