ГЭСН 05-01-045-03: Устройство буронабивных свай

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-045-03 является важным инструментом для сметчиков, проектировщиков и строителей, определяющим ресурсные затраты на устройство железобетонных буронабивных свай в особо сложных условиях. Эта норма регламентирует работы по созданию свай диаметром 700-800 мм с уширением до 1800 мм, предназначенных для использования в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы, при длине свай более 25 метров.

Буронабивные сваи с уширением (или уширенной пятой) значительно увеличивают несущую способность фундамента, что особенно критично при строительстве в сложных геологических условиях, таких как слабые глинистые или песчаные водонасыщенные грунты. Применение данной технологии позволяет сократить количество свай, сохраняя при этом общую несущую способность, что ведет к экономии материалов и сокращению сроков производства работ.

ГЭСН являются основой для определения потребности в трудовых, материальных и машинных ресурсах, а также для составления сметных расчетов ресурсным методом. Норма 05-01-045-03 входит в Сборник №5 "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов" ГЭСН-2001.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-01-045-03 охватывает полный комплекс технологических операций, необходимых для устройства буронабивных свай в указанных условиях. В состав работ включены следующие этапы:

1. Устройство лотков пульпоотводной системы. Этот этап необходим для отвода избыточного глинистого раствора (пульпы) и шлама, образующихся в процессе бурения, обеспечивая чистоту рабочей зоны и предотвращая загрязнение окружающей территории.
2. Установка, снятие и перестановка свайно-бурового оборудования. Включает все манипуляции с буровыми установками (СБУ), необходимые для позиционирования, начала и завершения бурения каждой сваи.
3. Приготовление глинистого раствора. Глинистый (бентонитовый) раствор используется для стабилизации стенок скважины в неустойчивых и водонасыщенных грунтах, предотвращая их обрушение до момента бетонирования.
4. Бурение скважин с уширением. Основной этап, включающий создание скважины заданного диаметра (700-800 мм) и формирование уширения в ее нижней части (до 1800 мм) для увеличения несущей способности сваи.
5. Установка армокаркасов. После бурения в скважину опускается заранее изготовленный арматурный каркас, который придает свае необходимую прочность и жесткость.
6. Укладка бетона и уход за ним. Бетонная смесь подается в скважину, вытесняя глинистый раствор. Важен непрерывный процесс бетонирования и последующий уход за бетоном для обеспечения его правильного твердения и набора прочности.
7. Очистка циркуляционной системы. Завершающий этап, связанный с очисткой оборудования и систем, используемых для приготовления и подачи глинистого раствора, а также для удаления пульпы.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-01-045-03 предусмотрен следующий перечень материалов и ресурсов на 1 м3 конструктивного объема свай:

• Средний разряд работы 4,6: 14.5 чел.-ч.
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу, объем ковша 0,4 м3: 0.02 маш.-ч.
• Установки свайно-буровые на базе крана на гусеничном ходу, грузоподъемностью 25 т, диаметр бурения до 1000 мм: 4.1 маш.-ч.
• Вибраторы глубинные: 0.92 маш.-ч.
• Глиномешалки, емкость 4 м3: 4.1 маш.-ч.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.34 маш.-ч.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 0.23 маш.-ч.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м3/мин: 4.1 маш.-ч.
• Насосы грязевые, производительность 23,4-65,3 м3/ч, давление нагнетания 15,7-5,88 МПа (160-60 кгс/см2): 4.1 маш.-ч.
• Вода: 3 м3.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 0.1 кг.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 16 мм: 0.01 м.
• Кондуктор инвентарный металлический: 0.003 шт.
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 9-12 мм: 0 т.
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 1-8 мм: 0 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: 0.132 м3.
• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружный диаметр 377 мм, толщина стенки 9-12 мм: 0.008 т.
• Порошки бентонитовые: 0.13 т.
• Смеси бетонные тяжелого бетона: 1.26 м3.

Примечание: Расход бурового инструмента и арматурных каркасов в данной норме указан как 0, что означает их учет в других нормах или по проектным данным.

Трудозатраты и время выполнения

Согласно ГЭСН 05-01-045-03, трудозатраты рабочих-строителей на 1 м3 конструктивного объема свай составляют 14.5 человеко-часов при среднем разряде работы 4.6. Это отражает сложность и специфику выполнения работ в неустойчивых водонасыщенных грунтах, требующих высокой квалификации персонала и точного соблюдения технологии. Время выполнения работ напрямую зависит от общего объема свай, геологических условий и производительности используемого оборудования.

Требования к квалификации

Высокий средний разряд работы (4.6) указывает на необходимость привлечения квалифицированных специалистов для выполнения данного вида работ. Рабочие должны обладать глубокими знаниями в области буровых и свайных работ, уметь работать со свайно-буровым оборудованием, готовить и контролировать качество глинистых растворов, выполнять арматурные работы и осуществлять укладку и уход за бетоном в сложных условиях. Особое внимание уделяется навыкам работы в водонасыщенных грунтах, где требуется строгое соблюдение технологических регламентов для предотвращения обрушения скважин и обеспечения качества бетонирования.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет стоимости работ по ГЭСН 05-01-045-03 производится на 1 м3 конструктивного объема сваи. Алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение объема свай: На основе проектной документации рассчитывается общий объем железобетонных буронабивных свай. Объем одной сваи с уширением рассчитывается как сумма объема цилиндрической части и объема уширения. Для круглых свай объем вычисляется по формуле V = π * (D/2)^2 * H, где D — диаметр, H — длина. Для уширения используется аналогичная формула с соответствующими диаметрами и высотами. Учитывается, что норма применяется для свай длиной более 25 м.
2. Применение нормы: К полученному объему свай применяется норма 05-01-045-03, которая содержит данные о расходе ресурсов (трудозатраты, машино-часы, материалы) на 1 м3.
3. Расчет прямых затрат: Умножением нормативов расхода ресурсов на их текущие цены определяются прямые затраты. Важно использовать актуальные цены на материалы, эксплуатацию машин и оплату труда рабочих. ГЭСН содержат нормы расхода, а не стоимость в рублях; для получения стоимости необходимо применять коэффициенты перехода в текущие цены.
4. 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.
5. Формирование сметы: Полученные данные сводятся в локальную смету, которая является частью общей сметной документации проекта.

Примеры использования

Норма 05-01-045-03 применяется при строительстве крупных объектов, таких как:

• Многоэтажные жилые и административные здания на участках со сложными гидрогеологическими условиями.
• Промышленные сооружения и объекты инфраструктуры, требующие высокой несущей способности фундамента в водонасыщенных грунтах.
• Мостовые сооружения и эстакады, где необходимы глубокие и прочные фундаменты для передачи значительных нагрузок.
• Объекты, возводимые вблизи водоемов или на территориях с высоким уровнем грунтовых вод, где требуется особая технология устройства свай для предотвращения обрушения скважин.

Особенности и ограничения

• Неустойчивые водонасыщенные грунты 2 группы: Это ключевое условие применения нормы. Такие грунты требуют использования специальных технологий, таких как бурение под защитой глинистого раствора или обсадных труб, для обеспечения стабильности скважины.
• Уширение сваи: Наличие уширения до 1800 мм в основании сваи значительно увеличивает ее несущую способность, но требует применения специализированного бурового оборудования, способного формировать такие расширения.
• Длина свай более 25 м: Эта характеристика определяет выбор оборудования и технологии, поскольку работы на больших глубинах сопряжены с дополнительными сложностями и рисками.
• Установка СБУ: Норма прямо указывает на использование свайно-буровых установок, что подразумевает механизированный способ выполнения работ.
• Контроль качества: В условиях водонасыщенных грунтов критически важен постоянный контроль качества глинистого раствора, непрерывность бетонирования методом ВПТ (вертикально перемещающейся трубы) и контроль за уровнем бетона в скважине.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный расчет несущей способности и геометрических параметров свай. Ошибки в расчетах могут привести к недостаточной несущей способности фундамента или, наоборот, к неоправданному перерасходу материалов. Как избежать: Проводить тщательные инженерно-геологические изыскания и расчеты, строго следуя требованиям СНиП и СП (например, СП 24.13330.2021 "Свайные фундаменты").
2. Недостаточное или некорректное армирование. Неправильно собранный или установленный арматурный каркас снижает прочность сваи. Как избежать: Обеспечить точное соответствие армокаркаса проектной документации, контролировать качество сварных соединений и правильность установки в скважину.
3. Нарушение технологии бурения и бетонирования в водонасыщенных грунтах. Это может привести к обрушению стенок скважины, образованию шламовых прослоек, размыванию бетона или его расслоению. Как избежать: Строго соблюдать технологию бурения под защитой глинистого раствора или обсадных труб, обеспечивать непрерывную подачу бетона методом ВПТ, контролировать плотность и вязкость глинистого раствора.
4. Игнорирование требований к качеству глинистого раствора и уходу за бетоном. Некачественный раствор не сможет удержать стенки скважины, а отсутствие ухода за бетоном приведет к снижению его прочности. Как избежать: Регулярно проверять параметры глинистого раствора (плотность, вязкость, водоотдача), обеспечивать надлежащий уход за свежеуложенным бетоном (увлажнение, защита от перепадов температур).
5. Несоблюдение вертикальности скважин. Отклонение от вертикали может привести к неравномерному распределению нагрузок и снижению устойчивости фундамента. Как избежать: Использовать современное буровое оборудование с системами контроля вертикальности и проводить регулярные замеры в процессе бурения.

Практические советы

• Детальные геологические изыскания: Перед началом работ обязательно проведите максимально подробные инженерно-геологические изыскания. Это позволит точно определить тип и свойства грунтов, уровень грунтовых вод и наличие возможных препятствий, что критически важно для выбора оптимальной технологии и расчета свай.
• Выбор оборудования: Убедитесь, что используемая свайно-буровая установка (СБУ) соответствует требованиям нормы по диаметру бурения и грузоподъемности, а также способна формировать уширения до 1800 мм.
• Контроль качества материалов: Особое внимание уделите качеству бентонитовых порошков для приготовления глинистого раствора и бетонной смеси. От их свойств напрямую зависит стабильность скважины и прочность сваи.
• Организация пульпоотводной системы: Эффективная система отвода пульпы и шлама необходима для поддержания чистоты на стройплощадке и предотвращения загрязнения грунта.
• Обучение персонала: Учитывая высокий средний разряд работы, убедитесь, что весь персонал, задействованный в процессе, имеет необходимую квалификацию и опыт работы с буронабивными сваями в сложных условиях.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-01-045-03 сметчикам часто приходится обращаться к смежным нормам:

• ГЭСН 05-01-044: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 500-600 мм с уширением до 1400 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ. Эта норма применяется для свай меньшего диаметра, но в аналогичных грунтовых условиях.
• ГЭСН 05-01-046: Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром 900-1000 мм с уширением до 1800 мм в неустойчивых водонасыщенных грунтах 2 группы установкой СБУ. Данная норма используется для свай большего диаметра.
• ГЭСН Сборник 06 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные": Применяется для учета работ по устройству монолитных ростверков, объединяющих буронабивные сваи в единую фундаментную конструкцию.
• ГЭСН Сборник 01 "Земляные работы": Используется для определения затрат на подготовительные земляные работы, такие как планировка площадки, устройство временных дорог и другие работы, не входящие непосредственно в состав нормы 05-01-045-03.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и долговечности буронабивных свай, выполненных по ГЭСН 05-01-045-03, необходимо уделять внимание следующим контрольным точкам:

• Геометрические параметры скважины: Строгий контроль диаметра скважины и уширения, а также ее вертикальности и глубины.
• Качество глинистого раствора: Регулярный лабораторный контроль параметров раствора (плотность, вязкость, содержание песка, водоотдача) на всех этапах работ.
• Правильность установки армокаркаса: Контроль положения армокаркаса в скважине, обеспечение защитного слоя бетона.
• Непрерывность бетонирования: Строгое соблюдение технологии непрерывной укладки бетона методом ВПТ для исключения расслоения смеси и образования пустот.
• Уход за бетоном: Обеспечение оптимальных условий для твердения бетона, включая защиту от быстрого высыхания, замерзания или перегрева.
• Журнал производства работ: Ведение подробного журнала, фиксирующего все этапы работ, параметры бурения, объемы уложенного бетона, данные о качестве материалов и погодные условия. Это позволит оперативно выявлять и устранять отклонения, а также служить доказательной базой при возникновении спорных ситуаций.

Применение ГЭСН 05-01-045-03 требует глубокого понимания технологии устройства буронабивных свай, особенностей работы в сложных грунтах и строгого соблюдения всех нормативных требований. Только такой подход гарантирует надежность и долговечность возводимых фундаментов.