ГЭСН 05-01-053-07: Бурение скважин в грунтах 7 группы

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-053-07 является важным инструментом для определения ресурсных затрат при выполнении специфических буровых работ. Данная норма регламентирует бурение скважин диаметром 300 мм вращательным (роторным) способом в грунтах и породах 7 группы. Она предназначена для использования сметчиками при составлении сметных расчетов ресурсным или ресурсно-индексным методом, обеспечивая точное планирование потребности в трудовых, материальных и машинных ресурсах.

Основное назначение нормы – учет затрат на бурение скважин в особо прочных и сложных для разработки грунтах, что характерно для 7-й группы по буримости. Единицей измерения для данной нормы является 1 метр пробуренной скважины. Хотя норма относится к Сборнику ГЭСН 05 "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов", она описывает именно процесс бурения скважин, которые могут быть необходимы для различных целей, включая геологические изыскания, устройство свайных фундаментов, дренажных систем или других инженерных сооружений в сложных геологических условиях.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-01-053-07 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения бурения скважин роторным способом. Состав работ детализирован и охватывает все основные этапы процесса:

1. Установка и снятие направляющего кондуктора. Этот этап включает монтаж и демонтаж специальной трубы (кондуктора), которая устанавливается в начале бурения для предотвращения обрушения устья скважины и обеспечения вертикальности начального участка. В сыпучих и неустойчивых грунтах кондуктор защищает верхнюю часть скважины от обрушения.
2. Бурение скважин. Основной процесс проходки скважины с использованием вращательного (роторного) бурового оборудования. При этом буровой инструмент вращается, разрушая породу, а разрушенная порода (шлам) выносится на поверхность с помощью промывочной жидкости (бурового раствора).
3. Приготовление глинистого раствора с загрузкой глиномешалки. Для роторного бурения с промывкой требуется специальный глинистый раствор. Он выполняет несколько функций: выносит шлам на поверхность, охлаждает буровой инструмент, стабилизирует стенки скважины и предотвращает их обрушение.
4. Смена бурового инструмента. В процессе бурения, особенно в крепких грунтах 7 группы, буровой инструмент (долота) изнашивается и требует периодической замены или смены на другой тип для прохождения различных слоев породы.
5. Перемещение бурового агрегата на очередную точку бурения. Учет затрат на перемещение буровой установки между точками бурения в пределах строительной площадки. Это включает позиционирование агрегата и приведение его в рабочее положение.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме 05-01-053-07 требуются следующие основные ресурсы:

• Средний разряд работы 4,8: Указывает на квалификацию рабочих, выполняющих буровые работы. Затраты труда рабочих-строителей составляют 6.39 чел.-ч на 1 метр бурения. Это отражает сложность и ответственность выполняемых операций.
• Установки буровые на автомобильном ходу для роторного бурения скважин, глубина бурения до 200 м, грузоподъемность лебедки до 4 т: Основное технологическое оборудование. Расход составляет 2.24 машино-часа на 1 метр бурения. Такие установки обеспечивают высокую скорость и эффективность бурения в различных типах грунтов, включая крепкие породы.
• Глиномешалки, емкость 4 м3: Оборудование для приготовления бурового раствора. Расход 2.1 машино-часа на 1 метр бурения.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: Используются для подвоза материалов и оборудования. Расход 0.05 машино-часа на 1 метр бурения.
• Насосы грязевые, производительность 23,4-65,3 м3/ч, давление нагнетания 15,7-5,88 МПа (160-60 кгс/см2): Необходимы для циркуляции бурового раствора. Расход 2.1 машино-часа на 1 метр бурения.
• Насосы, производительность 50 м3/ч, напор 32 м, мощность 8 кВт: Дополнительные насосы, вероятно, для подачи воды или других целей. Расход 2.1 машино-часа на 1 метр бурения.
• Вода: 0.1 м3 на 1 метр бурения. Используется для приготовления бурового раствора и промывки скважины.
• Грунт глинистый (глина): Хотя в норме указан расход 0 м3, приготовление глинистого раствора подразумевает наличие глины. Это может означать, что глина поставляется заказчиком или добывается на месте, и ее стоимость не учитывается непосредственно в данной норме, но ее наличие критически важно для процесса.
• Трубы бесшовные обсадные из стали группы Д, с короткой треугольной резьбой, наружным диаметром 324 мм, толщиной стенки 9,5-14 мм: 0.001 т на 1 метр бурения. Обсадные трубы используются для крепления стенок скважины и предотвращения их обрушения, а также для изоляции водоносных горизонтов.
• Химреагенты: Входные данные указывают 0 ч, что является некорректным для материала. Предполагается, что химреагенты (например, для регулирования свойств бурового раствора) могут использоваться, но их расход на 1 метр бурения в данной норме не детализирован и может быть учтен в других статьях затрат или по проекту.
• Расход бурового инструмента: Входные данные указывают 0 ч, что также является некорректным. Износ бурового инструмента является неотъемлемой частью буровых работ, и его стоимость обычно учитывается в составе затрат на эксплуатацию машин или отдельными позициями по проекту.

Трудозатраты и время выполнения

Основной показатель трудозатрат по норме 05-01-053-07 составляет 6.39 чел.-ч на 1 метр бурения при среднем разряде рабочих 4.8. Это отражает объем ручного труда, необходимого для выполнения всех операций, входящих в состав работ, включая установку оборудования, контроль процесса бурения, приготовление раствора и смену инструмента. Высокий средний разряд указывает на необходимость привлечения квалифицированных специалистов для работы с буровым оборудованием и в сложных геологических условиях.

Требования к квалификации

Работы по роторному бурению скважин, особенно в крепких грунтах 7 группы, требуют высокой квалификации персонала. Операторы буровых установок должны обладать глубокими знаниями в области геологии, механики грунтов, технологии бурения, а также иметь опыт работы с соответствующим оборудованием. Важны навыки работы с глинистыми растворами, умение определять тип грунта по выносимому шламу и оперативно реагировать на изменения условий бурения. Средний разряд 4.8 подтверждает необходимость привлечения опытных рабочих.

Грунты 7 группы: Характеристика и особенности

Грунты 7 группы по буримости относятся к категории особо прочных и абразивных пород, бурение которых требует значительных усилий и специализированного оборудования. К ним могут относиться:

• Кремнистые аргиллиты, окремненные известняки и доломиты: Осадочные породы, упрочненные кремнеземом, что делает их очень твердыми.
• Плотные пластовые фосфориты, окремненные сланцы: Осадочные породы с высокой плотностью и прочностью.
• Гнейсы мелкозернистые, затронутые выветриванием: Метаморфические породы, которые, несмотря на выветривание, сохраняют высокую прочность.
• Изверженные породы (граниты, сиениты, габбро): Крупнозернистые магматические породы, обладающие высокой твердостью и абразивностью.
• Кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы: Смешанные породы с высоким содержанием кварца, что придает им исключительную твердость.
• Плотные гидрогематитовые руды, кварциты (гематитовые, магнетитовые): Рудные породы, отличающиеся высокой плотностью и прочностью.
• Колчедан плотный, диаспоровые бокситы: Минеральные образования с высокой твердостью.
• Конгломераты изверженных пород на известковом цементе: Сцементированные обломки пород, создающие крайне неоднородную и прочную среду.

Бурение в таких грунтах сопряжено с высоким износом бурового инструмента и требует применения мощных буровых установок с высоким крутящим моментом.

Особенности роторного бурения

Роторное бурение – это один из наиболее распространенных и эффективных методов создания скважин, особенно при работе с твердыми и скальными породами.

Преимущества:

• Высокая скорость бурения: Благодаря непрерывному вращению долота и эффективному выносу шлама, роторное бурение обеспечивает высокую скорость проходки, что позволяет быстро создавать глубокие скважины.
• Универсальность: Метод подходит для большинства типов грунтов, от мягких до самых твердых скальных пород, благодаря возможности использования различных типов долот и регулировки параметров бурения.
• Глубина бурения: Роторные установки способны бурить скважины на значительные глубины, вплоть до нескольких километров, что делает их незаменимыми для артезианских скважин, нефтяных и газовых месторождений, а также глубоких геологических исследований.
• Стабилизация стенок скважины: Использование бурового раствора позволяет не только выносить шлам, но и создавать на стенках скважины глинистую корку, которая предотвращает их обрушение, особенно в неустойчивых грунтах.

Ограничения и особенности:

• Зависимость от температуры: Применение промывочной жидкости делает роторное бурение сложным или невозможным при отрицательных температурах из-за риска замерзания раствора.
• Требования к буровому раствору: Необходимость приготовления и циркуляции бурового раствора увеличивает объем работ и может влиять на стоимость. Кроме того, состав раствора должен быть тщательно подобран под конкретные геологические условия.
• Износ инструмента: Бурение в крепких грунтах 7 группы приводит к интенсивному износу бурового инструмента, что требует его частой смены и увеличивает эксплуатационные расходы.
• Мощность установки: Эффективность бурения напрямую зависит от мощности ротора и буровой установки в целом. Для проходки особо твердых пород требуются высокопроизводительные агрегаты.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости бурения скважин по норме ГЭСН 05-01-053-07 выполняется на основе ресурсного метода. Алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение объема работ: Установить общую длину (глубину) скважин, подлежащих бурению, в метрах. Например, если требуется пробурить 5 скважин по 20 метров каждая, общий объем составит 100 метров.
2. Применение нормы: Умножить объем работ на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-053-07 для каждого вида ресурса (трудозатраты, машино-часы, расход материалов).

• Трудозатраты рабочих: Объем (м) × 6.39 чел.-ч/м.
• Машино-часы буровых установок: Объем (м) × 2.24 маш.-ч/м.
• Машино-часы глиномешалок: Объем (м) × 2.1 маш.-ч/м.
• Машино-часы бортовых автомобилей: Объем (м) × 0.05 маш.-ч/м.
• Машино-часы грязевых насосов: Объем (м) × 2.1 маш.-ч/м.
• Машино-часы других насосов: Объем (м) × 2.1 маш.-ч/м.
• Расход воды: Объем (м) × 0.1 м3/м.
• Расход обсадных труб: Объем (м) × 0.001 т/м.

3. Определение текущих цен: Полученные объемы ресурсов умножить на их текущие рыночные цены или на соответствующие индексы пересчета, если используются базисные цены. Важно использовать актуальные индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России или региональными центрами ценообразования.
4. Учет дополнительных затрат: Добавить накладные расходы и сметную прибыль, а также прочие затраты, не учтенные в прямых нормах (например, затраты на утилизацию шлама, геофизические исследования, отбор проб воды, если они не включены в состав работ и не учтены другими нормами).

Примеры использования

Норма 05-01-053-07 применяется в различных строительных и инженерных проектах, где требуется бурение скважин в особо прочных грунтах:

• Устройство буронабивных свай: При строительстве фундаментов в сложных геологических условиях, когда необходимо пробурить скважины большого диаметра для последующего бетонирования свай. Свайные работы
• Геологоразведочные работы: Для изучения состава и свойств грунтов на больших глубинах, особенно при поиске полезных ископаемых или проектировании крупных инженерных сооружений.
• Водозаборные скважины: При бурении артезианских скважин для водоснабжения, когда водоносные горизонты залегают в крепких скальных породах.
• Инженерная защита: Создание скважин для инъектирования растворов с целью закрепления грунтов или устройства противофильтрационных завес в скальных массивах.

Особенности и ограничения

• Диаметр скважины: Норма строго привязана к диаметру 300 мм. Для других диаметров необходимо применять соответствующие нормы или использовать коэффициенты пересчета, если таковые предусмотрены методическими указаниями.
• Группа грунтов: Применение нормы строго ограничено грунтами 7 группы по буримости. Определение группы грунта должно производиться на основании инженерно-геологических изысканий. Неправильное определение группы грунта является частой ошибкой.
• Способ бурения: Норма описывает только вращательный (роторный) способ бурения. Для других методов, таких как шнековое бурение или ударно-канатное, следует использовать другие ГЭСН.
• Промывка: Норма учитывает бурение с промывкой глинистым раствором. Это важно для выноса шлама и стабилизации стенок.
• Зимние условия: Бурение роторным способом с промывкой при отрицательных температурах требует дополнительных затрат на обогрев бурового раствора и оборудования, что не учтено в данной норме и должно быть предусмотрено дополнительно.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение группы грунта: Это одна из наиболее распространенных ошибок. Определение группы грунта "на глаз" или по устаревшим данным может привести к значительному искажению сметной стоимости. Как избежать: Всегда основывайтесь на актуальных инженерно-геологических изысканиях, включающих лабораторные исследования образцов грунта и их классификацию по буримости.
2. Игнорирование состава работ: Некоторые сметчики могут не учитывать все операции, включенные в состав нормы, или, наоборот, включать работы, которые уже учтены. Как избежать: Внимательно изучите состав работ, приведенный в ГЭСН, и убедитесь, что все необходимые операции учтены, а дублирование исключено.
3. Неправильный учет расхода материалов: Особенно это касается материалов с нулевым расходом в норме (например, глина). Как избежать: Уточните у проектировщиков или технологов, как эти материалы будут поставляться и учитываться в проекте. Возможно, их стоимость будет включена в другие разделы сметы или поставляться заказчиком.
4. Недооценка износа бурового инструмента: В крепких грунтах износ инструмента очень высок. Если его стоимость не учтена в норме или в машино-часах, это может привести к непредвиденным расходам. Как избежать: При необходимости предусмотрите дополнительные затраты на буровой инструмент отдельной позицией, основываясь на данных о фактическом износе для аналогичных условий.
5. Отсутствие учета зимних удорожаний: При работе в холодное время года необходимо применять повышающие коэффициенты или учитывать дополнительные затраты на обогрев, что не предусмотрено базовой нормой. Как избежать: Применяйте соответствующие коэффициенты из сборников по зимним удорожаниям или включайте дополнительные затраты на отопление и подогрев.

Практические советы

• Детальное изучение геологии: Перед началом буровых работ крайне важно провести максимально подробные инженерно-геологические изыскания. Чем точнее будет определен тип и группа грунтов, тем корректнее будет применена норма и рассчитана смета.
• Выбор оптимального оборудования: Убедитесь, что предусмотренное нормой буровое оборудование (установки, насосы) соответствует фактическим условиям бурения и способно эффективно работать в грунтах 7 группы.
• Контроль качества бурового раствора: Качество глинистого раствора напрямую влияет на эффективность бурения и устойчивость скважины. Регулярный контроль его параметров (плотность, вязкость, водоотдача) поможет избежать проблем.
• Документирование процесса: Ведите подробный журнал бурения, фиксируя пройденные слои грунта, расход материалов, время работы оборудования и возникающие сложности. Это поможет в дальнейшем анализе и корректировке смет.
• Взаимодействие со специалистами: Тесное сотрудничество с геологами и инженерами-буровиками поможет сметчику лучше понять специфику работ и избежать ошибок при расчете.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 05-01-053-07 является частью более широкой группы норм, описывающих бурение скважин вращательным способом в грунтах различных групп. В том же разделе 05-01-053 Сборника ГЭСН 05 существуют нормы для других групп грунтов:

• ГЭСН 05-01-053-01 – для грунтов 1 группы
• ГЭСН 05-01-053-02 – для грунтов 2 группы
• ... и так далее до 05-01-053-10 для грунтов 10 группы.

Для бурения скважин другими способами или меньшего диаметра следует обращаться к Сборнику ГЭСН 04 "Скважины". Например:

• ГЭСН 04-01-038-02 – Шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ-50 глубиной до 20 м в грунтах 2 группы.
• ГЭСН 04-01-042-03 – Шнековое бурение скважин станками типа СО-2 глубиной до 18 м в грунтах 3 группы.

Выбор конкретной нормы зависит от диаметра скважины, способа бурения и, что критически важно, от группы грунта по буримости.

Контрольные моменты

При применении нормы ГЭСН 05-01-053-07 и выполнении работ необходимо уделить внимание следующим контрольным моментам:

• Соответствие оборудования: Убедиться, что используемые буровые установки и сопутствующее оборудование соответствуют характеристикам, указанным в норме, и способны эффективно работать в грунтах 7 группы.
• Качество обсадных труб: Проверить соответствие обсадных труб проекту по диаметру, толщине стенки и марке стали, так как они играют ключевую роль в долговечности скважины.
• Параметры бурового раствора: Контролировать состав и свойства глинистого раствора на всех этапах бурения для обеспечения стабильности скважины и эффективного выноса шлама.
• Геологический надзор: Обеспечить постоянный геологический надзор за процессом бурения для оперативного выявления изменений в геологическом разрезе и корректировки технологии при необходимости.
• Ведение исполнительной документации: Тщательное ведение всей исполнительной документации, включая акты скрытых работ, журналы бурения, данные о расходе материалов и оборудования, является залогом успешной сдачи объекта и обоснования затрат.