ГЭСН 05-01-079-04: Устройство буронабивных свай CFA

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-079-04 является важным инструментом для сметчиков, проектировщиков и строителей, определяющим ресурсные затраты на устройство железобетонных буронабивных свай. Эта норма охватывает работы по созданию свай диаметром до 600 мм с использованием передовой технологии непрерывного полого шнека (CFA) на глубину свыше 20 до 30 метров в грунтах 1 группы. Понимание данной нормы критически важно для точного планирования и контроля затрат на свайные фундаменты.

Технология CFA (Continuous Flight Auger), или технология непрерывного полого шнека (НПШ), представляет собой современный метод устройства буронабивных свай, который сочетает в себе преимущества набивных свай без извлечения грунта и универсальность буронабивных свай. Этот метод позволяет сооружать сваи в различных типах грунтов, включая сухие, заболоченные, рыхлые или плотные, а также в слабых породах, таких как туф, известняк, песчаник, суглинок и глина. Одним из ключевых преимуществ CFA является отсутствие ударного воздействия и вибрации в процессе работы, что делает его идеальным для строительства в условиях плотной городской застройки или вблизи существующих зданий.

Грунты 1 группы, согласно классификации, используемой в строительстве, включают в себя такие породы, как торф и растительный слой без корней, рыхлый лёсс, пески (не плывуны), супеси без гальки и щебня, влажный ил и иловатые грунты, мягкопластичные суглинки и лёссовидные грунты. Эти грунты, как правило, относительно легко поддаются бурению, что определяет специфику применения данной нормы.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-079-04 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства буронабивных свай по технологии CFA. Каждая операция тщательно продумана для обеспечения эффективности и качества работ:

• Бурение скважины до проектной глубины. Этот этап выполняется с помощью непрерывного полого шнека, который погружается в грунт до заданной отметки. В начале шнека устанавливается забурник с режущим инструментом, а специальная заглушка с уплотнительным кольцом предотвращает попадание грунта в полую часть шнека.
• Бетонирование скважины с одновременным подъемом шнека и извлечением грунта. После достижения проектной глубины через полую часть шнека под давлением подается бетонная смесь с помощью автобетононасоса. Одновременно с подачей бетона шнек постепенно поднимается, освобождая пространство в скважине и формируя тело сваи. Грунт при этом частично удаляется, а частично уплотняется по бокам скважины.
• Перемещение грунта и шлама автопогрузчиком на расстояние до 15 м. Извлеченный в процессе бурения грунт и шлам оперативно перемещаются с помощью одноковшовых фронтальных погрузчиков для обеспечения чистоты и порядка на строительной площадке. Снижение объема извлекаемого грунта является одним из преимуществ технологии CFA.
• Перемещение арматурного каркаса к месту погружения в скважину. Арматурные каркасы, изготовленные заранее согласно проектной документации, доставляются к месту установки.
• Сварка стыков арматурного каркаса. Если арматурный каркас состоит из нескольких секций (что часто бывает при большой глубине свай), их стыковка производится путем сварки.
• Погружение арматурного каркаса в скважину. После бетонирования, пока бетонная смесь еще свежая, арматурный каркас погружается в скважину с помощью вибропогружателя. Для обеспечения правильного положения каркаса используются пластиковые центраторы.
• Перемещение буровой установки к месту бурения очередной скважины. После завершения работ по одной свае буровая установка перемещается к следующей точке бурения, обеспечивая непрерывность процесса.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-01-079-04 предусмотрен расход следующих основных материалов и ресурсов:

Машины и оборудование:

• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: 0.02 маш.-ч
• Вибропогружатели высокочастотные электрические для погружения свай до 1,5 т, эксцентриковый момент 47 кгм, центробежная сила 450 кН: 0.48 маш.-ч
• Установки буровые для бурения скважин на гусеничном ходу, диаметр при бурении с обсадными трубами до 2300 мм, глубина до 46 м, крутящий момент 250-350 кНм: 0.48 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.03 маш.-ч
• Погрузчики одноковшовые универсальные фронтальные пневмоколесные, номинальная вместимость основного ковша 1,1 м3, грузоподъемность 2 т: 0.04 маш.-ч
• Автобетононасосы, производительность 65 м3/ч: 0.48 маш.-ч
• Автобетоносмесители, объем барабана 7 м3: 0.48 маш.-ч
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0.02 маш.-ч
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 0.26 маш.-ч

Материалы:

• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/55, Э50А, диаметр 4-5 мм: 0.002 кг
• Расход бурового инструмента: 0 ч (указывает на то, что расход инструмента не нормируется в часах, а, вероятно, учтен в стоимости эксплуатации машин или является незначительным)
• Бетонные смеси готовые к употреблению: 1.2 ч (указывает на расход бетона, вероятно, в м3/ч, но в данном случае указано в часах, что может быть опечаткой в исходных данных, обычно это м3)
• Каркасы арматурные: 0 ч (аналогично, расход арматуры нормируется в тоннах или кг, а не в часах)

Важно отметить, что для буронабивных свай по технологии CFA используется специальная бетонная смесь с содержанием цемента от 350 до 450 кг/м3, соотношением вода/цемент около 0,45 и осадкой конуса в пределах 19,0-21,0 см. Могут применяться различные добавки для улучшения свойств бетона.

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 05-01-079-04 предусматривает следующие трудозатраты:

• Средний разряд работы: 3,5
• Затраты труда рабочих-строителей: 1.31 чел.-ч на 1 м3 конструктивного объема свай.

Время выполнения работ напрямую зависит от объема свай, характеристик грунта и производительности используемого оборудования. Высокая степень механизации процесса CFA позволяет значительно увеличить темпы строительства свайных фундаментов.

Требования к квалификации

Устройство буронабивных свай по технологии CFA требует высокой квалификации персонала. Операторы буровых установок должны обладать глубокими знаниями в области геотехники и уметь работать с автоматизированными системами контроля, которые мониторят процесс бурения и бетонирования в реальном времени. Машинисты кранов и погрузчиков, а также сварщики арматурных каркасов также должны иметь соответствующий разряд и опыт работы с подобными конструкциями. Средний разряд работы 3,5 указывает на необходимость наличия квалифицированных рабочих.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 05-01-079-04 в сметной документации осуществляется по следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Первым шагом является определение общего конструктивного объема буронабивных свай, подлежащих устройству, в кубических метрах (м3). Этот объем рассчитывается на основе проектной документации, исходя из диаметра и длины каждой сваи.
2. Проверка соответствия условиям нормы: Убедитесь, что проектные параметры свай (диаметр до 600 мм, глубина свыше 20 до 30 м) и тип грунта (1 группа) соответствуют условиям применения ГЭСН 05-01-079-04.
3. Применение ресурсных показателей: Для каждого 1 м3 конструктивного объема свай применяются ресурсные показатели, указанные в норме: трудозатраты рабочих, машино-часы работы механизмов и расход материалов (электроды, буровой инструмент, бетонные смеси, арматурные каркасы).
4. Расчет прямых затрат: Умножьте нормативные показатели расхода ресурсов на их текущую стоимость. Важно помнить, что ГЭСН содержит только нормы расхода ресурсов, а не их стоимость в рублях. Для получения текущей стоимости необходимо использовать актуальные индексы пересчета или текущие цены на ресурсы.
5. Учет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями и нормативами.
6. Составление локальной сметы: Все полученные данные сводятся в локальную смету, которая является основой для формирования договорной цены.

Примеры использования

ГЭСН 05-01-079-04 применяется в случаях, когда необходимо устройство глубоких свайных фундаментов в относительно легких для бурения грунтах. Типичные сценарии включают:

• Строительство в условиях плотной городской застройки: Отсутствие вибрации и низкий уровень шума при использовании технологии CFA позволяют минимизировать воздействие на близлежащие здания и сооружения.
• Возведение высотных зданий и сооружений: Буронабивные сваи CFA обеспечивают высокую несущую способность, что критически важно для объектов с повышенными нагрузками, таких как многоэтажные здания, мостовые переходы, многоуровневые транспортные развязки.
• Работы на участках со сложными гидрогеологическими условиями: Технология CFA эффективна в водонасыщенных и слабых грунтах, где другие методы могут быть нецелесообразны.
• Укрепление грунтов и ограждение котлованов: Сваи CFA могут использоваться для создания противофильтрационных завес или в качестве элементов ограждения котлованов.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-01-079-04 и технологии CFA имеет свои особенности:

• Высокий расход бетона: В слабых грунтах может наблюдаться повышенный расход бетона из-за уплотнения стенок скважины и забоя под давлением. Это необходимо учитывать при расчете потребности в материалах.
• Требования к бетонной смеси: Качество и характеристики бетонной смеси имеют решающее значение для формирования сваи. Необходим строгий контроль за осадкой конуса и содержанием цемента.
• Ограничения по грунту: Несмотря на универсальность, технология CFA может быть неэффективна или требовать дополнительных затрат в очень твердых глинах, полускальных и скальных породах, а также при наличии крупных валунов или строительного мусора.
• Длина арматурных каркасов: При большой глубине свай (свыше 20 м) могут потребоваться составные арматурные каркасы, что влечет за собой дополнительные работы по сварке стыков.
• Контроль качества: Необходим постоянный мониторинг процесса бурения и бетонирования с использованием автоматизированных систем для обеспечения качества сваи.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

При применении ГЭСН 05-01-079-04 и устройстве буронабивных свай CFA сметчики и строители могут столкнуться с рядом типичных ошибок:

1. Неточный расчет объема свай: Ошибки в определении конструктивного объема свай приводят к некорректным затратам. Как избежать: Тщательно проверяйте проектные данные по диаметру и длине свай, используйте точные формулы для расчета объема цилиндра.
2. Недооценка сложности грунтов: Несмотря на то, что норма относится к грунтам 1 группы, локальные включения более плотных пород или неоднородность грунта могут увеличить расход ресурсов. Как избежать: Проводите детальные инженерно-геологические изыскания, учитывайте возможные изменения в грунтовых условиях.
3. Неправильный учет расхода бетона: В слабых грунтах фактический расход бетона может превышать теоретический объем скважины. Как избежать: Заложите в смету небольшой коэффициент на перерасход бетона, основываясь на опыте работы в аналогичных условиях или рекомендациях производителя бетона.
4. Игнорирование вспомогательных работ: Некоторые работы, такие как перемещение грунта на большие расстояния или дополнительные работы по подготовке площадки, могут быть недооценены. Как избежать: Внимательно изучайте состав работ по норме и учитывайте все сопутствующие операции.
5. Ошибки при расчете трудозатрат: Неправильное применение разрядов рабочих или коэффициентов к трудозатратам. Как избежать: Строго следуйте указаниям нормы и методическим рекомендациям по применению ГЭСН.
6. Недостаточное армирование или неправильное погружение каркаса: На строительной площадке могут возникнуть проблемы с качеством армирования или его погружением. Как избежать: Обеспечьте строгий контроль за изготовлением арматурных каркасов (диаметр, центраторы, коническая форма нижней части) и используйте вибропогружатель для качественного погружения в свежий бетон.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проектную документацию, особенно раздел фундаментов и инженерно-геологических изысканий. Это поможет точно определить параметры свай и характеристики грунтов.
• Использование актуальных индексов: Всегда используйте самые свежие индексы пересчета для перевода ресурсных показателей ГЭСН в текущие цены. Информация об изменениях к ГЭСН публикуется в “Вестнике ценообразования и сметного нормирования” и на официальном сайте Федерального центра ценообразования в строительстве.
• Контроль качества бетона: Убедитесь, что поставщик бетона соблюдает требуемые характеристики смеси (осадка конуса, содержание цемента, наличие добавок). Это напрямую влияет на несущую способность сваи.
• Мониторинг процесса бурения: Современные буровые установки оснащены автоматизированными системами контроля, которые позволяют отслеживать глубину, скорость бурения, давление бетона и объем его подачи. Используйте эти данные для оперативного контроля качества.
• Фото- и видеофиксация: Документируйте ключевые этапы работ (бурение, бетонирование, погружение каркаса) для подтверждения соблюдения технологии и разрешения возможных спорных вопросов.

Связанные нормы

При работе со свайными фундаментами сметчикам часто приходится обращаться к другим нормам, которые могут быть связаны с ГЭСН 05-01-079-04 или использоваться в качестве альтернативы:

• ГЭСН 05-01-075: Устройство буронабивных свай под защитой обсадной трубы. Эта норма применяется, когда грунтовые условия требуют использования обсадных труб для предотвращения обрушения скважины, что отличается от технологии CFA.
• ГЭСН 05-01-076: Устройство буронабивных свай диаметром 1000 мм под защитой обсадной трубы. Аналогично предыдущей, но для большего диаметра.
• ГЭСН 05-01-028: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах вращательным (ковшевым) способом. Применяется для других методов бурения и грунтовых условий.
• ГЭСН 81-02-05-2022 (Сборник 5. Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов): Общий сборник, содержащий основные положения по свайным работам, включая классификацию грунтов и общие требования.
• ГЭСН 81-02-04-2022 (Сборник 4. Скважины): Содержит нормы на бурение скважин, которые могут быть полезны для понимания отдельных операций.

Контрольные моменты

Контроль качества при устройстве буронабивных свай по технологии CFA является многоэтапным процессом:

• Геотехнический контроль: Соответствие фактических грунтовых условий проектным данным.
• Контроль параметров бурения: Глубина скважины, скорость подъема шнека, отсутствие обрушений стенок. Современные буровые установки оснащены датчиками для мониторинга этих параметров.
• Контроль бетонирования: Объем и давление подачи бетона, непрерывность бетонирования, отсутствие "холодных швов". Электронные системы контроля качества заполнения скважины бетоном позволяют оператору отслеживать эти параметры в режиме реального времени.
• Контроль армирования: Правильность изготовления арматурного каркаса (диаметр, длина, наличие центраторов), глубина и точность его погружения.
• Неразрушающий контроль свай: После устройства свай могут проводиться испытания на сплошность (например, акустическим методом) для выявления возможных дефектов в теле сваи.
• Испытания свай: Статические и динамические испытания свай для подтверждения их несущей способности.

Соблюдение всех этих контрольных моментов гарантирует долговечность и надежность свайного фундамента, выполненного по технологии CFA.