ГЭСН 05-01-045-01: Устройство буронабивных свай с уширением

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 05-01-045-01

ГЭСН 05-01-045-01 является ключевой государственной элементной сметной нормой, регулирующей процесс устройства железобетонных буронабивных свай. Эта норма предназначена для определения потребности в ресурсах (трудозатратах, машинах и механизмах, материалах) при выполнении специфических строительных работ. Она охватывает устройство свай диаметром от 700 до 800 мм с существенным уширением до 1800 мм, что значительно увеличивает их несущую способность.

Основная область применения данной нормы — это работы в сложных инженерно-геологических условиях, а именно в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы. Такие грунты характеризуются повышенной сложностью для бурения и требуют специальных методов стабилизации стенок скважин. Для выполнения работ предусмотрено использование современных свайно-буровых установок (СБУ), обеспечивающих высокую точность и эффективность. Норма 05-01-045-01 распространяется на сваи длиной до 12 метров, что делает ее актуальной для фундаментов различного назначения, где требуется глубокое и надежное опирание.

Буронабивные сваи с уширением являются эффективным решением для передачи значительных нагрузок на нижележащие, более прочные слои грунта, минимизируя при этом осадку сооружения. Их применение позволяет сократить количество свай при сохранении общей несущей способности фундамента, что приводит к экономии материалов и сокращению сроков строительства.

Техническая информация: Состав работ, материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-01-045-01 включает в себя полный комплекс работ, необходимых для устройства буронабивных свай с уширением. Каждый этап строго регламентирован и требует соблюдения технологических требований для обеспечения качества и надежности конструкции.

Состав работ по норме

1. Устройство лотков пульпоотводной системы. Этот этап критически важен для организации циркуляции глинистого раствора. Лотки обеспечивают сбор и отвод отработанного раствора, выносящего разрушенную породу на поверхность, что позволяет поддерживать чистоту забоя скважины и эффективность бурения.

2. Установка, снятие и перестановка свайно-бурового оборудования. В норме учтены затраты на монтаж, демонтаж и перемещение свайно-буровых установок (СБУ) по строительной площадке. СБУ – это высокопроизводительное оборудование, способное выполнять бурение в различных условиях, включая стесненные. Эффективная организация этих процессов напрямую влияет на общую производительность работ.

3. Приготовление глинистого раствора. Глинистый раствор, как правило, на основе бентонитовых глин, является ключевым элементом технологии. Он подается в скважину для создания гидростатического давления, которое предотвращает обрушение стенок в неустойчивых и водонасыщенных грунтах. Качество раствора (плотность, вязкость) строго контролируется строительной лабораторией.

4. Бурение скважин с уширением. Этот этап включает непосредственно бурение скважины до проектной глубины и формирование уширения в ее основании. Уширение создается с помощью специального механического уширителя. Это позволяет значительно увеличить площадь опирания сваи и, как следствие, ее несущую способность. Бурение в неустойчивых водонасыщенных грунтах осуществляется под защитой глинистого раствора.

5. Установка армокаркасов. После бурения и очистки скважины в нее опускается заранее изготовленный арматурный каркас. Армирование обеспечивает необходимую прочность и жесткость железобетонной сваи, воспринимая растягивающие усилия и предотвращая ее разрушение. В условиях глинистого раствора важно обеспечить правильное погружение каркаса и его центрирование.

6. Укладка бетона и уход за ним. Бетонирование свай осуществляется методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Этот метод позволяет подавать бетонную смесь снизу вверх, вытесняя глинистый раствор и предотвращая расслоение бетона, а также образование пустот и раковин. Нижний конец бетонолитной трубы должен постоянно находиться ниже уровня уложенного бетона не менее чем на 1 метр. После укладки бетона осуществляется уход за ним, включающий поддержание необходимого температурно-влажностного режима для набора проектной прочности.

7. Очистка циркуляционной системы. После завершения бетонирования производится очистка всей системы, задействованной в работе с глинистым раствором и бетоном. Это включает очистку лотков, насосов, глиномешалок и бетонолитных труб. Данная операция важна для поддержания оборудования в рабочем состоянии и предотвращения загрязнения окружающей среды.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-01-045-01 учитывает расход следующих основных материалов и ресурсов на 1 м3 конструктивного объема свай:

• Средний разряд работы 4,6: 11.8 чел.-ч. Это показатель трудозатрат рабочих-строителей, отражающий их квалификацию и время, необходимое для выполнения работ.
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу, объем ковша 0,4 м3: 0.02 маш.-ч. Используются для земляных работ, связанных с устройством лотков и общих подготовительных работ.
• Установки свайно-буровые на базе крана на гусеничном ходу, грузоподъемностью 25 т, диаметр бурения до 1000 мм: 3.28 маш.-ч. Основное оборудование для бурения скважин и формирования уширений.
• Вибраторы глубинные: 0.73 маш.-ч. Применяются для дополнительного уплотнения бетонной смеси в скважине, если это требуется по технологии или проекту.
• Глиномешалки, емкость 4 м3: 3.28 маш.-ч. Оборудование для приготовления глинистого раствора из бентонитовых глин и воды.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.34 маш.-ч. Используются для транспортировки материалов, оборудования и отходов на строительной площадке.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 0.23 маш.-ч. Необходимы 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: 3.28 маш.-ч. Могут использоваться для очистки скважин или для работы пневматического инструмента.
• Насосы грязевые, производительность 23,4-65,3 м3/ч, давление нагнетания 15,7-5,88 МПа (160-60 кгс/см2): 3.28 маш.-ч. Применяются для подачи глинистого раствора в скважину и его откачки из пульпоотводной системы.
• Вода: 3 м3. Используется для приготовления глинистого раствора, промывки оборудования и ухода за бетоном.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 0.1 кг. Расходуются при сварочных работах для арматурных каркасов.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 16 мм: 0.01 м. Используется для подачи воды и раствора.
• Кондуктор инвентарный металлический: 0.003 шт. Применяется для точного позиционирования бурового инструмента в начале бурения и формирования оголовка 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: 0.083 м3. Может использоваться для временных конструкций, опалубки или вспомогательных элементов.
• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружный диаметр 377 мм, толщина стенки 9-12 мм: 0.005 т. Обсадные трубы могут применяться для временного крепления стенок скважины, особенно в верхних, наиболее неустойчивых слоях грунта.

Трудозатраты и время выполнения

Согласно ГЭСН 05-01-045-01, общие трудозатраты рабочих-строителей составляют 11.8 чел.-ч на 1 м3 конструктивного объема свай. Средний разряд работы — 4,6. Это означает, что для выполнения данного комплекса работ требуется высококвалифицированный персонал, способный управлять сложным оборудованием и контролировать технологические процессы.

Требования к квалификации

Для выполнения работ, предусмотренных нормой ГЭСН 05-01-045-01, необходимы специалисты с соответствующей квалификацией. В состав звена обычно входят: машинисты свайно-буровых установок (высокого разряда), бетонщики, монтажники конструкций, сварщики. Все рабочие должны иметь допуски к работе с соответствующим оборудованием и пройти инструктаж по технике безопасности, особенно при работе в водонасыщенных грунтах и с использованием глинистых растворов.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-01-045-01 в сметной документации требует понимания не только состава работ, но и методологии расчета, а также учета специфических условий строительства.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ: Первым шагом является определение общего конструктивного объема буронабивных свай в кубических метрах (м3) согласно проектной документации. Этот объем рассчитывается исходя из диаметра свай (700-800 мм), диаметра уширения (до 1800 мм) и их проектной длины (до 12 м).

2. Применение нормы: Полученный объем работ умножается на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-045-01 для каждой позиции (трудозатраты, машино-часы, расход материалов). Например, если объем свай составляет 100 м3, то трудозатраты рабочих составят 100 м3 * 11.8 чел.-ч/м3 = 1180 чел.-ч.

3. Учет неучтенных ресурсов: Важно обратить внимание на ресурсы, которые могут быть не учтены напрямую в норме (например, арматурные каркасы и расход бурового инструмента, которые в некоторых редакциях ГЭСН 05-01-045-01 могут быть с нулевым расходом, что означает их учет по проекту). Эти позиции должны быть добавлены в смету отдельными строками на основании проектных данных или фактического расхода.

4. Применение индексов пересчета: ГЭСН содержит нормы расхода ресурсов в натуральном выражении. Для перевода этих норм в текущие цены необходимо использовать соответствующие индексы пересчета, утверждаемые Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации или региональными органами ценообразования.

5. Накладные расходы и сметная прибыль: К прямым затратам (определенным на основе ГЭСН и текущих цен) добавляются накладные расходы и сметная прибыль, которые рассчитываются в соответствии с действующими методическими указаниями.

Примеры использования

ГЭСН 05-01-045-01 применяется при строительстве объектов, требующих высокой несущей способности фундаментов в сложных грунтовых условиях. Это могут быть:

• Многоэтажные жилые и общественные здания: Особенно в условиях плотной городской застройки, где необходимо минимизировать вибрации и динамические воздействия на соседние сооружения.
• Промышленные объекты и сооружения: Фундаменты под тяжелое оборудование, цеха, складские комплексы.
• Мостовые сооружения и транспортная инфраструктура: Опоры мостов, эстакад, тоннелей, где грунты часто водонасыщены и неустойчивы.
• Объекты на участках со сложной геологией: Например, на слабых глинистых или песчаных грунтах, в том числе с высоким уровнем грунтовых вод.

Особенности и ограничения

• Грунты 2 группы и водонасыщенность: Норма специально разработана для неустойчивых водонасыщенных грунтов 2 группы. Это означает, что технология бурения скважин под защитой глинистого раствора является обязательной. Отступление от этого требования без должного обоснования может привести к обрушению стенок скважины и серьезным дефектам сваи.
• Применение СБУ: Использование свайно-буровых установок (СБУ) подразумевает наличие соответствующей техники и квалифицированного персонала. Эти установки обеспечивают необходимую точность бурения и возможность формирования уширения.
• Глинистый раствор: Качество глинистого раствора (его плотность, вязкость, водоотдача) должно постоянно контролироваться. Неправильно приготовленный или загрязненный раствор может негативно сказаться на устойчивости скважины и качестве бетонирования.
• Метод ВПТ: Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) требует строгого соблюдения технологии, включая поддержание нижнего конца трубы погруженным в бетонную смесь. Нарушение этого правила может привести к расслоению бетона, образованию пустот и снижению прочности сваи.
• Длина свай: Данная норма применима для свай длиной до 12 метров. Для свай большей длины (до 25 м или более 25 м) следует применять соответствующие нормы: ГЭСН 05-01-045-02 и ГЭСН 05-01-045-03.
• Работа вблизи существующих зданий: При устройстве свай вблизи существующих сооружений необходимо соблюдать минимальные расстояния (рекомендуется не менее 1,5 м) и учитывать порядок бурения (через одну, а промежуточные — после твердения бетона в первых) для минимизации воздействия на фундаменты соседних зданий.

Полезная информация: Типичные ошибки, советы и связанные нормы

Для успешного применения ГЭСН 05-01-045-01 и предотвращения проблем на строительной площадке, сметчикам и инженерам важно знать о распространенных ошибках и эффективных способах их избежать.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Недостаточный или неверный расчет несущей способности и размеров свай. Ошибки в расчетах могут привести к перерасходу материалов или, что хуже, к недостаточной несущей способности фундамента и последующим деформациям здания. Как избежать: Проводить тщательные инженерно-геологические изыскания, использовать актуальные нормативные документы (СНиП, СП) для расчетов и привлекать квалифицированных проектировщиков.

2. Нарушение технологии приготовления и контроля качества глинистого раствора. Неправильная плотность, вязкость или загрязнение раствора могут привести к обрушению стенок скважины, затруднению установки армокаркаса или ухудшению сцепления бетона с арматурой. Как избежать: Строго следовать рецептуре приготовления раствора, использовать качественные бентонитовые глины и регулярно проводить лабораторный контроль его свойств на всех этапах работ.

3. Неправильная укладка бетона, приводящая к расслоению или дефектам ствола сваи. Нарушение метода ВПТ (например, слишком быстрое извлечение бетонолитной трубы или ее отрыв от уровня бетона) приводит к водоотделению, расслоению смеси, образованию пустот и снижению прочности сваи. Как избежать: Обеспечить постоянный контроль уровня бетона в скважине и положения бетонолитной трубы, использовать бетонные смеси с требуемой осадкой конуса (16-20 см) и контролировать непрерывность подачи бетона.

4. Недостаточное или некорректное армирование свай. Отсутствие или неправильное расположение арматурных каркасов снижает прочность железобетонной сваи, делая ее уязвимой к изгибающим и растягивающим нагрузкам. Как избежать: Строго следовать проектной документации по армированию, обеспечивать правильное изготовление и установку каркасов, а также их защиту от коррозии.

5. Отклонение от вертикальности при бурении скважин. Даже небольшие отклонения могут привести к неравномерному распределению нагрузок, снижению несущей способности отдельных свай и перекосам фундамента. Как избежать: Использовать точное геодезическое оборудование для разметки и контроля вертикальности бурения, регулярно проверять положение буровой штанги.

Практические советы

• Детальное планирование: Перед началом работ разработайте подробный проект производства работ (ППР) с учетом всех особенностей грунтов и условий площадки.
• Контроль качества на всех этапах: Внедрите систему контроля качества, включающую входной контроль материалов (бетон, бентонит), операционный контроль (бурение, армирование, бетонирование) и приемочный контроль (неразрушающие методы испытаний свай, такие как ультразвуковая дефектоскопия или сейсмоакустический метод).
• Обучение персонала: Убедитесь, что весь персонал, задействованный в работах, прошел необходимое обучение и имеет опыт работы с буронабивными сваями в аналогичных условиях.
• Мониторинг грунтовых вод: Постоянно отслеживайте уровень грунтовых вод и их влияние на устойчивость скважин.
• Экологические аспекты: Учитывайте требования по утилизации отработанного глинистого раствора и выбуренного грунта, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-01-045-01 сметчикам могут быть полезны следующие связанные нормы и документы из сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов":

• ГЭСН 05-01-045-02: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 700-800 мм с уширением до 1800 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ, длина свай: до 25 м. Применяется для свай большей длины.
• ГЭСН 05-01-045-03: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 700-800 мм с уширением до 1800 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ, длина свай: более 25 м. Для самых глубоких свай.
• ГЭСН 05-01-040: Устройство железобетонных буронабивных свай вращательным (роторным) способом бурения скважин с подачей глинистого раствора диаметром 600 мм в неустойчивых грунтах группы I. Может быть рассмотрена для свай без уширения или меньшего диаметра.
• ГЭСН 05-01-060: Бурение уширения основания скважины для буронабивных железобетонных свай. Эта норма детализирует процесс бурения уширения, который является частью работ по 05-01-045-01.
• ЕНиР § Е12-74: Бетонирование буронабивных свай методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) с подачей бетонной смеси автобетоносмесителями. Хотя это ЕНиР, а не ГЭСН, он содержит подробный состав работ по бетонированию ВПТ, что является ключевой операцией в ГЭСН 05-01-045-01.
• ГЭСН 05-01-093: Погружение железобетонных свай вдавливанием статической нагрузкой. Может быть альтернативой буронабивным сваям в определенных условиях.

Контрольные моменты

• Геодезический контроль: Точная разбивка осей свай и контроль вертикальности бурения.
• Контроль качества грунта: Постоянный мониторинг инженерно-геологических условий в процессе бурения, особенно при изменении слоев грунта.
• Контроль армирования: Проверка соответствия арматурных каркасов проекту (диаметр, количество стержней, шаг хомутов, защитный слой).
• Контроль бетонирования: Регулярный замер осадки конуса бетонной смеси, контроль уровня бетона в скважине и глубины погружения бетонолитной трубы. Отбор проб бетона для испытаний на прочность.
• Неразрушающий контроль сплошности: После твердения бетона рекомендуется проводить неразрушающие испытания свай (например, ультразвуковую дефектоскопию или сейсмоакустический метод) для выявления возможных дефектов ствола сваи.

Соблюдение всех этих аспектов позволит сметчикам корректно применять норму ГЭСН 05-01-045-01, а строителям — выполнять работы качественно и в соответствии с проектными требованиями, обеспечивая надежность и долговечность возводимых сооружений.