ГЭСН 05-01-095-02: Установка свай в мерзлых грунтах

Введение

Строительство в условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов представляет собой одну из наиболее сложных инженерных задач, требующую особого подхода к проектированию и выполнению фундаментных работ. Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-095-02 является одним из ключевых инструментов для сметчиков, позволяющим корректно определить затраты на установку железобетонных свай в таких условиях. Эта норма входит в состав Сборника ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" и предназначена для определения потребности в ресурсах при выполнении работ по устройству свайных фундаментов в специфических климатических зонах.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-01-095-02 применяется для нормирования работ по установке железобетонных свай объемом свыше 0,4 до 0,75 м3 в предварительно подготовленные скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах. Основное назначение данной нормы — обеспечить точное планирование и учет затрат на трудовые ресурсы, машины, механизмы и материалы, необходимые для выполнения полного комплекса работ, связанных с погружением свай буроопускным способом.

Применение этой нормы критически важно для объектов, возводимых в районах Крайнего Севера, Сибири и других территориях с распространением многолетнемерзлых грунтов. Правильное использование нормы позволяет учесть все технологические особенности, связанные с низкой температурой грунтов, их прочностными и деформационными характеристиками, а также необходимостью обеспечения надежного "вмерзания" свай в основание.

Основные характеристики

• Код нормы: 05-01-095-02
• Полное наименование: Установка в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах: железобетонных свай объемом свыше 0,4 до 0,75 м3
• Единица измерения: 1 м3 свай. Это означает, что все ресурсные показатели нормы приведены на один кубический метр объема устанавливаемой железобетонной сваи.
• Категория работ: 05-01-095 (Установка в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах)
• Тип нормы: ГЭСН (Государственная элементная сметная норма)

Техническая информация

Понимание технологического процесса, заложенного в ГЭСН 05-01-095-02, является основой для корректного применения нормы. Данная норма охватывает комплекс операций, необходимых для установки железобетонных свай в заранее пробуренные скважины в условиях низких температур.

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-01-095-02 включает в себя три основных технологических операции, которые обеспечивают полный цикл установки сваи:

1. Подача свай к скважине. Этот этап включает в себя все работы, связанные с перемещением железобетонных свай от места их складирования (или разгрузки с транспорта) до непосредственного места установки — к устью пробуренной скважины. В состав работ входит:

• Планировка подъездных путей и площадок для маневрирования техники.
• Строповка и подъем свай с использованием грузоподъемных механизмов (кранов).
• Транспортировка свай по строительной площадке до места установки. Для этого используются краны на автомобильном ходу, трубоукладчики, а также седельные тягачи с полуприцепами для более дальних перемещений или доставки свай на объект.
• Раскладка свай в зоне действия монтажного крана.
• Контроль целостности свай перед подачей.

2. Установка свай в скважину. Это основной и наиболее ответственный этап, требующий высокой точности и соблюдения технологических требований, особенно в мерзлых грунтах. Технология установки свай в вечномерзлых грунтах чаще всего осуществляется буроопускным способом. В состав работ входит:

• Предварительная подготовка скважины: скважины должны быть пробурены с диаметром, превышающим наибольший размер поперечного сечения сваи на 5 см и более, чтобы обеспечить пространство для заливки раствора.
• Очистка скважин: перед погружением свай скважины должны быть тщательно очищены от воды, бурового шлама, льда или снега. Наличие замерзшего или сухого шлама, льда или выколов грунта на дне скважины не допускается. Толщина слоя жидкого шлама или воды на дне скважины при погружении сваи не должна превышать 15 см.
• Очистка свай: сами сваи перед погружением также должны быть очищены ото льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен.
• Непосредственно погружение сваи: свая опускается в скважину с помощью крана. Важно обеспечить строго вертикальное положение сваи и ее точное позиционирование по проекту.
• Соблюдение сроков: сваи должны быть погружены в сроки, исключающие оплывание стенок скважин, как правило, не позднее чем через 4 часа после их зачистки и приемки.

3. Заливка скважин раствором. Этот этап является критически важным для обеспечения несущей способности сваи в мерзлом грунте. Раствор, заполняющий полость между сваей и стенками скважины, обеспечивает тепловой контакт и последующее "вмерзание" сваи в грунт. В состав работ входит:

• Приготовление раствора: норма предусматривает использование глинистого раствора. Однако на практике могут применяться и другие типы растворов, например, песчано-глинистые или специальные грунтовые растворы, состав которых подбирается с учетом температуры и типа грунта. Важно отметить, что применение противоморозных химических добавок в песчано-цементном растворе недопустимо из-за возможной миграции солей в вечномерзлые грунты, что может привести к понижению температуры замерзания грунтов.
• Подача раствора: раствор подается к скважине и заливается в полость. Заливать раствор следует, как правило, непосредственно перед погружением сваи или сразу после нее, чтобы минимизировать время воздействия тепла на грунт и предотвратить оплывание стенок.
• Контроль заполнения: важно обеспечить полное заполнение полости раствором, исключая воздушные пробки.
• Проверка отметки: после погружения сваи проверяется соответствие отметки нижнего конца сваи проектной отметке.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, учтенных в ГЭСН 05-01-095-02, требуются следующие основные материалы и механизмы:

• Средний разряд работы 3,2: Это показатель квалификации рабочих-строителей, задействованных в процессе. Высокий разряд указывает на необходимость наличия опытного персонала, способного выполнять сложные и ответственные операции. Норма предусматривает 1.76 чел.-ч на 1 м3 свай.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: Основной грузоподъемный механизм для подачи и установки свай. Его грузоподъемность (16 т) достаточна для работы с железобетонными сваями объемом до 0,75 м3. Расход: 0.57 маш.-ч.
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 12,5 т: Используются для перемещения и позиционирования свай на площадке, а также для вспомогательных операций. Расход: 0.34 маш.-ч.
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: Применяются для транспортировки свай на полуприцепах по территории строительной площадки или для доставки их на объект. Расход: 0.05 маш.-ч.
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: Используются в сцепке с тягачами для перевозки свай. Расход: 0.05 маш.-ч.
• Трубы стальные электросварные прямошовные из стали марок Ст2, 10, наружный диаметр 40 мм, толщина стенки 3 мм: Эти трубы, вероятно, используются для вспомогательных целей, например, для инъектирования раствора, контроля уровня раствора или температуры в скважине. Их малый диаметр (40 мм) указывает на неконструктивное применение. Расход: 0.02 м.
• Раствор глинистый: Основной материал для заполнения пазух между сваей и стенками скважины. Его состав и свойства критически важны для обеспечения надежного вмерзания сваи. Расход: 1.02 м3 (предполагается, что это опечатка в исходных данных, и единица измерения должна быть м3, а не ч).
• Сваи железобетонные: Собственно, сами железобетонные сваи, являющиеся основным конструктивным элементом. Норма рассчитана на 1 м3 объема этих свай. Расход: 1 м3 (предполагается, что это опечатка в исходных данных, и единица измерения должна быть м3, а не ч).

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 05-01-095-02 предусматривает трудозатраты рабочих-строителей в размере 1.76 чел.-ч на 1 м3 объема устанавливаемых железобетонных свай при среднем разряде работы 3,2. Эти трудозатраты включают в себя все операции, описанные в составе работ, от подачи свай до заливки скважин раствором. Время эксплуатации машин и механизмов также нормируется и указано в разделе "Материалы и ресурсы" в машино-часах (маш.-ч).

Требования к квалификации

Средний разряд работы 3,2 указывает на то, что для выполнения данного вида работ требуется персонал со средней и выше средней квалификацией. Рабочие должны обладать навыками работы с грузоподъемными механизмами, знанием технологии установки свай в мерзлых грунтах, умением работать с растворами и соблюдать строгие требования к точности и последовательности операций. Особое внимание уделяется соблюдению температурных режимов и сроков выполнения работ в условиях низких температур.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-01-095-02 в сметной документации требует не только знания состава работ и ресурсов, но и понимания нюансов расчета объемов, особенностей технологии и потенциальных ограничений.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости по ГЭСН 05-01-095-02 осуществляется на основе объема устанавливаемых железобетонных свай. Единица измерения нормы — 1 м3 свай.

1. Определение объема свай: Первым шагом является точное определение объема железобетонных свай, подлежащих установке, согласно проектной документации. Объем сваи рассчитывается как произведение ее длины на площадь поперечного сечения. Например, для квадратной сваи это будет длина × ширина × высота сечения. Важно: объем работ определяется по объему самой сваи, а не по объему пробуренной скважины.
2. Применение нормы: Полученный объем свай умножается на нормативные показатели, приведенные в ГЭСН 05-01-095-02, для определения потребности в трудозатратах, машинах и материалах. Например, если объем свай составляет 10 м3, то трудозатраты составят 10 м3 * 1.76 чел.-ч/м3 = 17.6 чел.-ч.
3. Учет дополнительных затрат: Помимо прямых затрат, учтенных в норме, необходимо предусмотреть накладные расходы, сметную прибыль, а также индексы пересчета в текущие цены.
4. Расчет стоимости материалов и машин: Стоимость материалов (например, глинистого раствора, труб) и эксплуатации машин (кранов, трубоукладчиков, тягачей, полуприцепов) определяется на основе текущих цен и нормативов расхода, указанных в ГЭСН.

Примеры использования

ГЭСН 05-01-095-02 применяется при составлении смет на строительство различных объектов в регионах с мерзлыми и вечномерзлыми грунтами, таких как:

• Фундаменты жилых и промышленных зданий на свайном основании в условиях Крайнего Севера.
• Опоры мостов и эстакад, проходящих через участки с многолетнемерзлыми грунтами.
• Основания для инженерных сооружений, таких как трубопроводы, линии электропередач, резервуары, где требуется глубокое заложение фундаментов.
• Реконструкция или усиление существующих фундаментов в условиях изменения температурного режима грунтов.

Особенности и ограничения

Применение данной нормы имеет ряд специфических особенностей и ограничений, обусловленных работой в мерзлых грунтах:

• Температурный режим грунтов: Эффективность установки свай в мерзлых грунтах во многом зависит от температуры грунта. Буроопускной способ наиболее эффективен при температуре вечномерзлого грунта минус 0,5 °С и ниже, так как это обеспечивает быстрое вмерзание сваи.
• Буроопускной способ: Этот метод является наиболее надежным и универсальным для вечномерзлых грунтов, хотя и более трудоемким и затратным по сравнению с забивкой. Он позволяет минимизировать разрушение структуры мерзлого грунта.
• Заливка раствором: Выбор типа раствора (глинистый, песчано-глинистый, специальный) должен быть обоснован проектом и учитывать температурный режим. Цель заливки — обеспечить плотный контакт сваи с грунтом и ускорить процесс вмерзания.
• Время вмерзания: Несущая способность свай в мерзлых грунтах достигается только после их полного вмерзания в грунт основания. Загрузка фундаментов допускается только после достижения расчетного температурного режима грунтов, что может занимать значительное время.
• Очистка скважин и свай: Строгие требования к очистке скважин от шлама, воды, льда и снега, а также свай от наледи и загрязнений, являются критически важными для обеспечения качества сцепления сваи с грунтом и раствором.
• Геологические условия: Норма применяется для мерзлых и вечномерзлых грунтов. При наличии талых прослоек или других сложных геологических условий могут потребоваться дополнительные работы или корректировка технологии.

Полезная информация

Для успешного применения ГЭСН 05-01-095-02 сметчикам важно знать о типичных ошибках и способах их предотвращения, а также о связанных нормах и контрольных моментах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение объема свай. Одна из наиболее частых ошибок — расчет объема работ по объему пробуренной скважины, а не по объему самой железобетонной сваи. Это приводит к завышению или занижению сметной стоимости.

• Как избежать: Всегда ориентируйтесь на проектный объем железобетонной сваи (длина × площадь поперечного сечения) при расчете по данной норме. Единица измерения нормы — "м3 свай".

2. Игнорирование специфики мерзлых грунтов. Неучет требований к очистке скважин, срокам установки свай после бурения, а также к составу и температуре заливаемого раствора может привести к снижению несущей способности фундамента и необходимости дорогостоящих переделок.

• Как избежать: Тщательно изучайте проектную документацию, технологические карты и рекомендации по работе в условиях мерзлых грунтов. Учитывайте температурные ограничения для растворов (например, запрет на противоморозные добавки).

3. Неактуальные нормативные базы и коэффициенты. Использование устаревших редакций ГЭСН или некорректных индексов пересчета в текущие цены может существенно исказить итоговую сметную стоимость.

• Как избежать: Регулярно обновляйте сметно-нормативные базы, используйте актуальные индексы пересчета и следите за официальными разъяснениями Минстроя России.

4. Отсутствие детального проектирования. Составление сметы без полного комплекта проектной документации (чертежей, спецификаций, технологических карт) приводит к расчету "на глазок" и последующим финансовым разногласиям.

• Как избежать: Требуйте от заказчика полную и детализированную проектную документацию до начала составления сметы. Это позволит максимально точно определить объемы работ и необходимые ресурсы.

5. Неучет скрытых и сопутствующих затрат. Забытые расходы на логистику, утилизацию шлама, дополнительные материалы (например, для временных сооружений) или непредвиденные работы могут привести к перерасходу бюджета.

• Как избежать: Включайте в смету резервный фонд на непредвиденные расходы (обычно 5-15% от общей стоимости). Детально анализируйте все возможные сопутствующие работы и материалы.

Практические советы

• Взаимодействие с проектировщиками: Тесное сотрудничество со специалистами, проектирующими фундаменты на мерзлых грунтах, поможет сметчику лучше понять специфику объекта и избежать ошибок в расчетах. Уточняйте все детали, касающиеся типа грунтов, глубины промерзания, требуемых характеристик свай и растворов.
• Использование технологических карт: Ознакомление с типовыми технологическими картами на установку свай в мерзлых грунтах поможет визуализировать процесс и учесть все необходимые операции и ресурсы, даже те, которые не всегда явно прописаны в норме.
• Контроль качества материалов: Убедитесь, что используемые железобетонные сваи соответствуют проектным характеристикам, а глинистый раствор имеет требуемые свойства. Качество материалов напрямую влияет на долговечность фундамента.
• Мониторинг температурного режима: В условиях вечной мерзлоты крайне важно контролировать температуру грунта и раствора. Это влияет на скорость вмерзания сваи и набор несущей способности.
• Документирование: Ведите подробный учет всех выполненных работ, использованных материалов и отклонений от проекта. Это поможет при сдаче объекта и разрешении возможных споров.

Связанные нормы

ГЭСН 05-01-095-02 является частью более широкой группы норм, регулирующих свайные работы в мерзлых и вечномерзлых грунтах. К ним относятся:

• Установка железобетонных свай объемом до 0,4 м3
• Установка железобетонных свай объемом до 1,1 м3
• Установка железобетонных свай объемом до 1,45 м3
• Установка железобетонных свай объемом до 2 м3

Эти нормы отличаются только объемом устанавливаемых железобетонных свай, но имеют аналогичный состав работ и технологические особенности. Кроме того, могут быть полезны нормы, касающиеся:

• Установка стальных свай объемом до 0,2 м3 в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах – для случаев применения стальных свай.
• Установка деревометаллических и деревянных свай в готовые скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах – для других типов свай.
• Погружение железобетонных и стальных свай с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами – если используется метод оттаивания грунта.

Также следует обращаться к общим положениям Сборника ГЭСН-05 и Технической части к нему для получения информации о применении коэффициентов, учете специфических условий и других общих правилах.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям, при выполнении работ по ГЭСН 05-01-095-02 необходимо контролировать следующие аспекты:

• Геометрия скважин: Диаметр, глубина и вертикальность пробуренных скважин должны соответствовать проекту.
• Чистота скважин: Отсутствие шлама, воды, льда и снега на дне и стенках скважины перед установкой сваи.
• Качество свай: Соответствие железобетонных свай проектным размерам, марке бетона и армированию. Отсутствие повреждений.
• Состав и свойства раствора: Соответствие глинистого или другого используемого раствора проектным требованиям, отсутствие запрещенных добавок.
• Время установки и заливки: Строгое соблюдение временных интервалов между бурением, очисткой, установкой сваи и заливкой раствора для предотвращения оплывания стенок и обеспечения оптимального вмерзания.
• Положение сваи: Контроль вертикальности и проектной отметки погружения сваи.
• Мониторинг вмерзания: В отдельных случаях может потребоваться мониторинг температуры грунта вокруг сваи для подтверждения достижения расчетного температурного режима и несущей способности фундамента.

Соблюдение этих контрольных моментов гарантирует долговечность и надежность свайного фундамента в сложных условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов.