ГЭСН 05-01-050-01: Бурение скважин 500 мм в грунтах 1-2

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-050-01 является фундаментальным документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости буровых работ. Эта норма регламентирует процесс бурения скважин диаметром 500 мм ударно-канатным способом в грунтах 1-2 группы. Она входит в состав Сборника 5 ГЭСН "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" (ГЭСН 81-02-05), который утвержден для определения потребности в ресурсах при строительстве зданий и сооружений различного назначения.

Ударно-канатное бурение – это одна из старейших и наиболее надежных технологий бурения, изобретенная в древнем Китае и успешно применяемая по сей день. Суть метода заключается в разрушении горной породы на забое скважины за счет многократных ударов тяжелого бурового снаряда, подвешенного на канате. Разрушенные частицы грунта затем извлекаются на поверхность. Этот способ зарекомендовал себя как эффективный для работы в различных геологических условиях, включая сложные гидрогеологические, и позволяет создавать скважины достаточно большого диаметра.

Цель данной статьи – предоставить сметчикам полное и структурированное руководство по применению ГЭСН 05-01-050-01. Мы рассмотрим состав работ, необходимые материалы и оборудование, трудозатраты, а также дадим практические рекомендации, которые помогут избежать типичных ошибок и обеспечить точность сметных расчетов.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-01-050-01 включает в себя комплекс операций, необходимых для выполнения бурения скважин ударно-канатным способом. Согласно описанию, состав работ включает: установку и снятие направляющего кондуктора; бурение скважин с доливкой воды; смену бурового инструмента; перемещение бурового агрегата на очередную точку бурения. [Входные данные, 5, 25, 30, 31, 32]

Рассмотрим каждую операцию подробнее:

• Установка и снятие направляющего кондуктора. Направляющий кондуктор представляет собой отрезок трубы, который устанавливается в самом начале бурения. Его основное назначение – обеспечить точное начальное направление скважины и предотвратить обрушение верхних, неустойчивых слоев грунта в устье скважины. После завершения бурения или прохождения устойчивых слоев кондуктор снимается, если он не предусмотрен проектом как постоянный элемент. Эта операция критически важна для обеспечения вертикальности и стабильности скважины на начальном этапе.

• Бурение скважин с доливкой воды. Процесс бурения ударно-канатным способом заключается в циклическом поднятии и сбросе тяжелого бурового снаряда. При каждом ударе снаряд разрушает породу на забое скважины. Доливка воды в скважину необходима для нескольких целей: она облегчает процесс разрушения породы, способствует образованию шлама (смеси разрушенной породы и воды), а также облегчает его последующее извлечение. После определенного интервала бурения (обычно 0,5-1 м в мягких и 0,2-0,5 м в твердых породах) разрушенная порода (шлам) извлекается из скважины с помощью специального инструмента – желонки. Этот процесс называется желонированием или тартанием.

• Смена бурового инструмента. В процессе бурения могут потребоваться различные типы бурового инструмента в зависимости от характеристик проходимых грунтов. Для разрушения породы используются долота (плоские, двутавровые, крестовые, округляющие), а для извлечения шлама – желонки. Смена инструмента производится по мере необходимости, например, при изменении типа грунта, износе долота или для очистки забоя. Норма учитывает время, необходимое для подъема и спуска бурового инструмента.

• Перемещение бурового агрегата на очередную точку бурения. Эта операция включает в себя все действия, связанные с перемещением буровой установки с одной точки бурения на другую в пределах строительной площадки. Это может быть как незначительное передвижение на гусеничном ходу, так и более сложная перебазировка, требующая подготовки новой точки. Норма учитывает затраты времени и ресурсов на эти перемещения.

Помимо перечисленных, в технологию ударно-канатного бурения также входят такие операции, как долбление (непосредственное разрушение породы) и крепление стенок скважины обсадными трубами, особенно в неустойчивых или сыпучих грунтах. Обсадные трубы устанавливаются по мере углубления скважины для предотвращения обвалов.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-01-050-01 предусмотрен следующий состав материалов и ресурсов на 1 метр бурения:

• Средний разряд работы 4,1: Этот показатель характеризует квалификацию рабочих, выполняющих буровые работы. Разряд 4,1 указывает на необходимость привлечения опытных специалистов, способных работать со сложным оборудованием и принимать решения в процессе бурения.

• Установки и станки ударно-канатного бурения на гусеничном ходу, глубина бурения до 300 м, грузоподъемность 5 т (0.57 маш.-ч): Это основное механизированное средство, используемое для бурения. Такие установки предназначены для создания скважин большого диаметра (от 200 до 900 мм) и могут работать на глубинах до 300-500 метров. Они оснащены балансиром для ударного воздействия, инструментальным и желоночным барабанами для работы с буровым инструментом и извлечения шлама, а также, для глубоких скважин, талевым барабаном для спуска и подъема обсадных труб. Норма учитывает 0.57 машино-часов работы такой установки на каждый метр пробуренной скважины.

• Вода (0.6 м³): Вода используется для доливки в скважину в процессе бурения, что способствует разрыхлению породы и облегчает удаление шлама. Расход воды в ударно-канатном бурении может быть значительным, до 70-160 литров на метр при промывке.

• Кондуктор инвентарный металлический (0 шт): Инвентарный кондуктор является многоразовым элементом оборудования. Его количество "0 шт" в норме означает, что его прямая материальная стоимость на каждый метр бурения не учитывается, поскольку он не расходуется полностью. Затраты на его амортизацию, обслуживание и ремонт учтены в составе эксплуатации буровой установки или в накладных расходах.

• Проволока горячекатаная в мотках, диаметр 6,3-6,5 мм (0 т): Аналогично кондуктору, нулевой расход проволоки указывает на ее минимальное потребление, которое не нормируется на метр бурения. Она может использоваться для мелких вспомогательных работ или креплений, и ее стоимость также учтена косвенно.

• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружный диаметр 508 мм, толщина стенки 11,1 мм (0.001 т): Это важный ресурс, используемый для крепления стенок скважины в неустойчивых грунтах. Количество 0.001 тонны на метр указывает на нормирование износа, потерь или минимального расхода обсадных труб, а не на их полную стоимость, если они остаются в скважине в качестве постоянной обсадной колонны. Диаметр труб (508 мм) соответствует диаметру бурения (500 мм), что позволяет им свободно проходить в скважине. Если по проекту обсадные трубы остаются в скважине, их полная стоимость должна быть учтена дополнительно.

• Шпала из древесины хвойных пород, непропитанная, для железных дорог широкой колеи, тип II (0.05 шт): Шпалы используются для выравнивания и стабилизации буровой установки на рабочей площадке, обеспечивая ее устойчивое положение во время бурения.

• Расход бурового инструмента (0 ч): Данная позиция, указанная как "0 ч", является не трудозатратами, а показателем расхода комплекта бурового инструмента. Нулевое значение означает, что прямой расход инструмента на каждый метр бурения не нормируется как отдельная материальная позиция. Его износ и амортизация, как правило, учтены в составе эксплуатации буровых машин и механизмов.

Трудозатраты и время выполнения

Основными трудозатратами по норме ГЭСН 05-01-050-01 являются затраты труда рабочих-строителей. Они составляют 1.56 чел.-ч на 1 метр пробуренной скважины. Этот показатель отражает время, необходимое квалифицированному рабочему (со средним разрядом 4.1) для выполнения всех операций, предусмотренных нормой. Трудозатраты машинистов учтены в составе эксплуатации машин и механизмов.

Важно отметить, что скорость бурения ударно-канатным способом может варьироваться. В плотных или скальных породах, а также на больших глубинах, производительность может быть относительно низкой по сравнению с другими методами бурения.

Требования к квалификации

Средний разряд работы 4.1, указанный в норме, подразумевает, что для выполнения буровых работ по ГЭСН 05-01-050-01 необходимы рабочие высокой квалификации. Эти специалисты должны обладать глубокими знаниями технологии ударно-канатного бурения, уметь работать с буровыми установками, правильно выбирать и менять буровой инструмент в зависимости от типа грунта, а также обеспечивать строгую вертикальность скважины. Квалифицированный персонал способен эффективно управлять процессом бурения, минимизировать риски и оперативно решать возникающие технические задачи.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения нормы ГЭСН 05-01-050-01 при составлении сметной документации сметчику следует придерживаться следующего алгоритма:

1. Определение объема работ. Первым шагом является точное определение общего объема бурения, выраженного в метрах погонных. Этот объем должен соответствовать проектной документации и учитывать только скважины диаметром 500 мм, буримые ударно-канатным способом в грунтах 1-2 группы.

2. Проверка группы грунтов. Необходимо убедиться, что грунты на участке, где планируется бурение, классифицируются как 1-я или 2-я группа. К 1-й группе относятся торф, рыхлые пески, иловатые породы, болотные грунты, рыхлые песчано-глинистые грунты (супеси) без гальки и щебня, лессовидные суглинки, рыхлый лесс, трепел. Ко 2-й группе – торф и растительный слой с корнями или с небольшой примесью мелкой гальки и гравия (до 20%), рыхлые песчано-глинистые грунты с примесью (до 20%) мелкой гальки и гравия. Точное определение группы грунтов является критически важным, так как от этого зависит выбор правильной нормы.

3. Применение нормативных показателей. Умножьте определенный объем работ (в метрах) на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-050-01. Это позволит получить общее количество трудозатрат рабочих, машино-часов работы буровой установки, а также расход материалов (воды, обсадных труб, шпал) на весь объем бурения.

4. Учет неучтенных ресурсов. Особое внимание уделите обсадным трубам. Если проект предусматривает их оставление в скважине в качестве постоянной обсадной колонны, их полная стоимость должна быть учтена дополнительно, так как норма 05-01-050-01 учитывает лишь их минимальный расход (износ). Диаметр и толщина обсадных труб определяются проектом.

5. Применение текущих цен и индексов пересчета. Полученные ресурсные показатели (чел.-ч, маш.-ч, м³, т, шт) умножаются на текущие цены соответствующих ресурсов. Для перевода сметной стоимости из базовых цен в текущие необходимо использовать актуальные индексы пересчета, утверждаемые уполномоченными органами.

Примеры использования

Пример 1: Расчет стоимости бурения одной скважины

Предположим, необходимо пробурить одну скважину диаметром 500 мм, глубиной 70 метров, в грунтах 1 группы. Используем нормативные показатели ГЭСН 05-01-050-01:

• Трудозатраты рабочих: 70 м * 1.56 чел.-ч/м = 109.2 чел.-ч.
• Машино-часы буровой установки: 70 м * 0.57 маш.-ч/м = 39.9 маш.-ч.
• Расход воды: 70 м * 0.6 м³/м = 42 м³.
• Расход обсадных труб: 70 м * 0.001 т/м = 0.07 т.
• Расход шпал: 70 м * 0.05 шт/м = 3.5 шт.

Далее эти ресурсные показатели умножаются на текущие цены ресурсов (например, стоимость 1 чел.-ч, стоимость 1 маш.-ч, стоимость 1 м³ воды и т.д.) для получения полной сметной стоимости.

Пример 2: Бурение в послойных грунтах

Если на участке бурения скважины глубиной 100 метров, 85 метров приходится на грунты 1-2 группы, а оставшиеся 15 метров – на грунты 3 группы, то согласно методическим рекомендациям, если одна из групп грунтов составляет не менее 80% от общей глубины, нормы расхода ресурсов принимаются по основной группе грунта для всей глубины погружения. В данном случае, поскольку 85% (85 м) приходится на грунты 1-2 группы, для всей 100-метровой скважины можно применить норму ГЭСН 05-01-050-01.

Если же соотношение иное (например, 60 метров в грунтах 1-2 группы и 40 метров в грунтах 3 группы), то нормы расхода ресурсов определяются суммарно: для 60 метров применяется ГЭСН 05-01-050-01, а для 40 метров – ГЭСН 05-01-050-02, которая предназначена для бурения в грунтах 3 группы.

Особенности и ограничения

Преимущества ударно-канатного бурения:

• Возможность бурения скважин большого диаметра. Ударно-канатный способ позволяет создавать скважины диаметром от 500 мм и более, что делает его применимым для широкого круга задач, включая устройство свайных фундаментов и водозаборных скважин.
• Эффективность в сложных гидрогеологических условиях. Метод хорошо зарекомендовал себя при работе в обводненных грунтах, плывунах, а также в грунтах с галечниково-валунными прослойками, где другие методы бурения могут быть затруднены или невозможны.
• Минимальный риск загрязнения водоносных горизонтов. Поскольку при ударно-канатном бурении не используются промывочные растворы, содержащие химические добавки, отсутствует риск загрязнения водоносных пластов, что особенно важно при бурении скважин на воду.
• Относительная простота технологии и оборудования. По сравнению с роторным бурением, ударно-канатные установки более компактны и просты в эксплуатации, что позволяет проводить работы в ограниченном пространстве и сокращает сроки обустройства скважины.
• Контроль уровня воды. В процессе бурения ударно-канатным способом возможно контролировать уровень воды в скважине, что важно для гидрогеологических исследований.

Ограничения:

• Строгая вертикальность бурения. Ударно-канатный метод предполагает создание исключительно вертикальных скважин. Бурение под углом невозможно из-за принципа работы оборудования, основанного на свободном падении бурового снаряда.
• Относительно низкая скорость бурения. В плотных, твердых или скальных породах скорость бурения ударно-канатным способом может быть значительно ниже по сравнению с роторным бурением. Это может увеличить общие сроки выполнения работ.
• Ограниченная глубина в сыпучих грунтах. В некоторых типах сыпучих грунтов без надлежащего крепления стенок скважины глубина бурения может быть ограничена из-за риска обвалов.
• Значительный расход воды при промывке. Хотя метод не использует промывочные растворы, доливка воды для удаления шлама может потребовать большого объема воды, что необходимо учитывать при планировании работ.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 05-01-050-01, как и любой другой сметной нормы, требует внимательности и понимания всех нюансов. Рассмотрим типичные ошибки, которые могут возникнуть, и способы их предотвращения:

1. Неправильное определение группы грунтов. Это одна из наиболее распространенных и критичных ошибок. Если грунты на объекте фактически относятся к более твердой группе (например, 3-й или 4-й), а сметчик применяет норму для 1-2 группы, это приведет к существенному занижению сметной стоимости, так как трудозатраты и машино-часы для более твердых грунтов значительно выше. И наоборот, применение нормы для твердых грунтов к мягким приведет к необоснованному завышению стоимости. Как избежать: Всегда основывайтесь на актуальных и достоверных данных инженерно-геологических изысканий. Тщательно изучайте отчеты по геологии участка, где четко указана классификация грунтов по группам. При сомнениях проконсультируйтесь с геологами или специалистами по бурению.

2. Недооценка затрат на обсадные трубы. Норма 05-01-050-01 предусматривает расход обсадных труб в количестве 0.001 т на метр. Это значение отражает лишь износ или минимальные потери труб, которые используются в процессе бурения, но не остаются в скважине постоянно. Если по проекту обсадные трубы должны быть оставлены в скважине для ее крепления (например, для предотвращения обвалов или изоляции водоносных горизонтов), их полная стоимость не учтена данной нормой. Как избежать: Внимательно изучайте проектную документацию на предмет необходимости установки постоянных обсадных колонн. Если такие трубы предусмотрены, их стоимость должна быть добавлена в смету отдельной позицией, исходя из их фактического веса и длины, а также стоимости монтажа.

3. Игнорирование необходимости желонирования и доливки воды. Хотя эти операции включены в состав работ, их важность и ресурсная составляющая могут быть недооценены. Недостаточная доливка воды или неэффективное желонирование могут привести к снижению производительности бурения, заклиниванию инструмента и, как следствие, к увеличению фактических затрат. Как избежать: Убедитесь, что в расчете учтен достаточный объем воды, а также что персонал имеет опыт работы с желонками и понимает важность регулярной очистки забоя.

4. Неверный расчет при послойном залегании грунтов. Если на участке бурения встречаются слои грунтов разных групп, и ни одна из групп не составляет 80% от общей глубины скважины, применение одной нормы для всей глубины будет некорректным. Как избежать: В таких случаях необходимо применять нормы для каждой группы грунтов пропорционально их толщине в разрезе. Например, если 50% скважины проходит в грунтах 1-2 группы, а 50% – в грунтах 3 группы, то расчет должен производиться с использованием как ГЭСН 05-01-050-01, так и ГЭСН 05-01-050-02 соответственно.

Практические советы

Для эффективного и безошибочного применения ГЭСН 05-01-050-01 сметчикам рекомендуется следующее:

1. Проводите тщательные инженерно-геологические изыскания. Это основа для точного сметного расчета. Подробные данные о составе, свойствах и группах грунтов на участке бурения позволят правильно выбрать норму и избежать ошибок в расчетах. Особое внимание уделяйте наличию валунов, галечника, а также обводненности грунтов, так как это напрямую влияет на производительность и выбор инструмента.

2. Внимательно изучайте проектную документацию. Проект содержит ключевую информацию о диаметре, глубине, конструкции скважин, а также о необходимости установки постоянных обсадных колонн. Эти данные критически важны для корректного применения нормы и учета всех необходимых ресурсов.

3. Учитывайте специфику ударно-канатного бурения. Помните о его преимуществах (большой диаметр, работа в сложных гидрогеологических условиях, отсутствие загрязнения) и ограничениях (строгая вертикальность, относительно низкая скорость в твердых породах). Это поможет вам обосновать выбор метода бурения и при необходимости предложить альтернативы, такие как вращательное (роторное) бурение, если условия более благоприятны для него.

4. Планируйте логистику материалов. Несмотря на то, что некоторые материалы (кондуктор, проволока) имеют нулевой расход на метр, их наличие на площадке необходимо. Убедитесь в своевременной поставке воды для доливки, а также обсадных труб, если они требуются по проекту.

5. Обеспечьте надлежащую подготовку рабочей площадки. Для эффективной работы буровой установки требуется достаточное пространство (около 2.5 м²) и ровная, устойчивая поверхность. Использование шпал, предусмотренных нормой, помогает в этом.

Связанные нормы

ГЭСН 05-01-050-01 является частью обширной серии норм, посвященных бурению скважин ударно-канатным способом. В рамках этой же таблицы 05-01-050 Сборника 5 ГЭСН представлены нормы для бурения скважин диаметром 500 мм в грунтах других групп, а также для скважин других диаметров:

• ГЭСН 05-01-050-02: Бурение ударно-канатным способом скважин диаметром 500 мм в грунтах группы 3.
• ГЭСН 05-01-050-03: Бурение ударно-канатным способом скважин диаметром 500 мм в грунтах группы 4.
• ГЭСН 05-01-050-04: Бурение ударно-канатным способом скважин диаметром 500 мм в грунтах группы 5.
• ГЭСН 05-01-050-05: Бурение ударно-канатным способом скважин диаметром 500 мм в грунтах группы 6.
• ГЭСН 05-01-050-06: Бурение ударно-канатным способом скважин диаметром 500 мм в грунтах группы 7.

Каждая из этих норм учитывает возрастающую сложность бурения в более твердых грунтах, что отражается в увеличении трудозатрат и машино-часов. Кроме того, для сравнения или в качестве альтернативы, сметчики могут рассмотреть нормы на бурение скважин вращательным (роторным) способом , которые применяются в других геологических условиях и имеют свои особенности.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия работ сметной документации, а также для предотвращения непредвиденных затрат, важно контролировать следующие аспекты:

• Соответствие проектным параметрам. Строго следите за тем, чтобы фактический диаметр и глубина буримых скважин соответствовали значениям, указанным в проекте. Любые отклонения могут потребовать корректировки сметы.
• Вертикальность скважины. Ударно-канатное бурение требует строго вертикального положения скважины. Регулярный контроль вертикальности с помощью соответствующих измерительных инструментов поможет избежать проблем при дальнейшем использовании скважины или установке конструкций.
• Качество очистки забоя. Эффективное удаление шлама (желонирование) является залогом высокой производительности бурения и предотвращения заклинивания инструмента. Контролируйте регулярность и полноту очистки забоя.
• Состояние и использование обсадных труб. При необходимости использования обсадных труб для крепления стенок скважины, контролируйте их правильную установку, целостность и соответствие проектным требованиям. Убедитесь, что учтены все затраты, связанные с их использованием, особенно если они остаются в скважине.
• Расход ресурсов. Ведите учет фактического расхода воды, топлива для буровой установки и других материалов. Это позволит оперативно выявлять перерасход и принимать меры по его устранению, а также уточнять данные для будущих проектов.

Соблюдение этих контрольных моментов поможет сметчикам и исполнителям работ обеспечить высокое качество бурения, минимизировать риски и оптимизировать затраты, основываясь на достоверных данных ГЭСН 05-01-050-01.