ГЭСН 05-01-095-04: Установка свай в мерзлых грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-095-04 является ключевым инструментом для сметчиков, работающих в условиях Крайнего Севера и других регионов с распространением мерзлых и вечномерзлых грунтов. Данная норма регламентирует затраты на установку железобетонных свай объемом свыше 1,1 до 1,45 м3 в предварительно пробуренные скважины. Ее правильное применение критически важно для точного определения сметной стоимости строительства фундаментов в сложных природно-климатических условиях.

Особенность работы в мерзлых и вечномерзлых грунтах заключается в необходимости сохранения их несущей способности, которая во многом зависит от температурного режима. Сваи в таких условиях, как правило, не забиваются, а погружаются в заранее подготовленные скважины (буроопускной способ). После установки сваи в скважину, пространство между сваей и стенками скважины заполняется специальным раствором, который обеспечивает прочное "смерзание" сваи с грунтом, что является основой для восприятия расчетных нагрузок.

Норма ГЭСН 05-01-095-04 входит в состав Сборника № 5 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" ГЭСН-2001 (редакция 2008 г. и последующие). Она отражает среднеотраслевой уровень строительного производства с учетом принятой техники и технологии выполнения работ.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-095-04 предусматривает выполнение следующего комплекса работ, необходимых для установки железобетонных свай в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах:

1. Подача свай к скважине. Этот этап включает перемещение железобетонных свай от места складирования (приобъектного склада) непосредственно к месту установки, то есть к устью пробуренной скважины. Для этого используются специализированные транспортные средства, такие как тягачи седельные с полуприцепами, а также краны для разгрузки и позиционирования свай.
2. Установка свай в скважину. После подачи свая поднимается краном и аккуратно опускается в предварительно подготовленную скважину. Важно обеспечить точное позиционирование сваи по проекту, а также ее вертикальность.
3. Заливка скважин раствором. После установки сваи в скважину, оставшееся кольцевое пространство (пазуха) между стенками скважины и поверхностью сваи заполняется раствором. Этот раствор играет ключевую роль в обеспечении несущей способности сваи за счет ее смерзания с вечномерзлым грунтом.

Важно отметить, что бурение самих скважин не входит в состав работ по данной норме и должно быть учтено отдельно по соответствующим ГЭСН, например, из таблицы 05-01-105 "Бурение скважин шнековым способом".

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, учтенных в ГЭСН 05-01-095-04, нормой предусмотрен следующий расход основных материалов и ресурсов на 1 м3 объема железобетонных свай:

• Трудозатраты рабочих:
• Средний разряд работы 3,2: 1.02 чел.-ч
• Машины и оборудование:
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.31 маш.-ч
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 35 т: 0.22 маш.-ч
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: 0.03 маш.-ч
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0.03 маш.-ч
• Материалы:
• Трубы стальные электросварные прямошовные из стали марок Ст2, 10, наружный диаметр 40 мм, толщина стенки 3 мм: 0.01 м
• Раствор грунтовый (шлам): 1.02 м3
• Сваи железобетонные: 1 м3

Требования к квалификации

Учитывая средний разряд работы 3,2, выполнение данных работ требует наличия квалифицированных рабочих, способных выполнять операции по строповке, перемещению и точной установке тяжелых железобетонных свай, а также работы по приготовлению и заливке растворов. Машинисты кранов и трубоукладчиков должны обладать соответствующими допусками и опытом работы с крупногабаритными грузами в условиях строительной площадки, в том числе в условиях низких температур.

Особенности и требования к выполнению работ

Работы по установке свай в мерзлых и вечномерзлых грунтах имеют ряд специфических требований, направленных на обеспечение надежности фундамента:

• Подготовка скважин: Скважины должны быть пробурены строго по проекту, иметь вертикальную и правильную форму. Перед установкой свай скважины должны быть тщательно очищены от воды, шлама, льда или снега. Наличие замерзшего или сухого шлама, льда или выколов грунта на дне скважины не допускается.
• Подготовка свай: Железобетонные сваи перед погружением в скважины необходимо очистить ото льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен, которые могут ухудшить сцепление с раствором и грунтом.
• Сроки установки: Сваи должны быть погружены в скважины в кратчайшие сроки после их зачистки и приемки, как правило, не позднее чем через 4 часа, чтобы предотвратить оплывание стенок скважин и обеспечить оптимальные условия для смерзания.
• Заливка раствором: Заливка грунтового или специального раствора в скважину, как правило, производится непосредственно перед погружением сваи. Допускается частичная заливка раствора перед установкой сваи (например, на глубину 10 м от дна скважины при длине свай более 12 м), а остальная часть доливается после установки сваи. Консистенция раствора должна обеспечивать осадку конуса в пределах 14-16 см.
• Типы растворов: Для заполнения зазора между сваей и стенкой скважины могут использоваться известково-песчаные, цементно-песчаные, грунтовые или глинисто-песчаные растворы. Марка раствора устанавливается проектом сооружения, но при отсутствии рекомендаций принимается не ниже М50, а в расчетной зоне заделки – не ниже М100.
• Принцип I использования грунтов: При использовании грунтов основания в мерзлом состоянии (принцип I) несущая способность свай в вечномерзлых грунтах во многом зависит от прочности смерзания боковой поверхности сваи с грунтом. Загружать сваи можно только после их вмерзания в грунт, а расчетную нагрузку они могут воспринимать лишь после восстановления расчетных отрицательных температур.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-01-095-04 в сметной документации сметчику необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема свай: Исходя из проектной документации, необходимо точно определить общий объем железобетонных свай, подлежащих установке, в кубических метрах (м3). Убедитесь, что объем каждой отдельной сваи находится в диапазоне от 1,1 до 1,45 м3, так как норма применима именно для этого диапазона.
2. Применение нормы: Умножьте объем свай на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-095-04. Например, если общий объем свай составляет 100 м3, то трудозатраты рабочих составят 100 м3 * 1.02 чел.-ч/м3 = 102 чел.-ч.
3. Учет сопутствующих работ: Помните, что данная норма не включает в себя работы по бурению скважин. Эти работы должны быть учтены отдельно по соответствующим ГЭСН, например, из сборника ГЭСН 05. Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов, таблица 05-01-105 "Бурение скважин шнековым способом". Также могут потребоваться нормы на транспортировку свай до приобъектного склада, если это не учтено в общих затратах на логистику.
4. Проверка проектных решений: Убедитесь, что тип раствора, его марка и консистенция, а также требования к подготовке скважин и свай, соответствуют проектным решениям. При необходимости внесите корректировки в расчеты или запросите уточнения у проектировщиков.
5. Учет усложняющих факторов: При наличии усложняющих факторов производства работ (например, стесненные условия, работа в охранных зонах и т.д.) могут применяться повышающие коэффициенты согласно общим указаниям по применению ГЭСН (МДС 81-28.2001).

Примеры использования

Пример 1: Расчет затрат на установку 50 м3 железобетонных свай.

Допустим, по проекту необходимо установить 50 м3 железобетонных свай объемом 1,2 м3 каждая в вечномерзлых грунтах.

• Трудозатраты рабочих: 50 м3 * 1.02 чел.-ч/м3 = 51 чел.-ч
• Краны на автомобильном ходу, 16 т: 50 м3 * 0.31 маш.-ч/м3 = 15.5 маш.-ч
• Трубоукладчики, 35 т: 50 м3 * 0.22 маш.-ч/м3 = 11 маш.-ч
• Тягачи седельные, до 12 т: 50 м3 * 0.03 маш.-ч/м3 = 1.5 маш.-ч
• Полуприцепы, до 15 т: 50 м3 * 0.03 маш.-ч/м3 = 1.5 маш.-ч
• Трубы стальные электросварные (40х3 мм): 50 м3 * 0.01 м/м3 = 0.5 м
• Раствор грунтовый (шлам): 50 м3 * 1.02 м3/м3 = 51 м3
• Сваи железобетонные: 50 м3 * 1 м3/м3 = 50 м3

К этим затратам необходимо будет добавить стоимость бурения скважин, которая рассчитывается отдельно.

Особенности и ограничения

• Объем свай: Норма строго привязана к объему железобетонных свай от 1,1 до 1,45 м3. Для свай другого объема следует использовать соседние нормы в таблице 05-01-095 (например, 05-01-095-05 для свай объемом до 2 м3).
• Тип грунта: Применение нормы ограничено мерзлыми и вечномерзлыми грунтами. Технология установки свай в талых грунтах нормируется другими таблицами сборника ГЭСН 05.
• Буроопускной способ: Норма описывает работы по установке свай именно в предварительно пробуренные скважины. Она не применима для забивных или вдавливаемых свай, которые нормируются другими таблицами (например, 05-01-001 для забивки дизель-молотом или 05-01-093 для вдавливания).

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики часто сталкиваются с определенными трудностями при применении ГЭСН 05-01-095-04. Знание типичных ошибок поможет их избежать:

1. Неучет специфики мерзлых грунтов: Одна из самых распространенных ошибок – игнорирование уникальных требований к работе в условиях вечной мерзлоты. Это включает в себя несоблюдение температурных режимов, неправильный выбор или приготовление раствора, а также задержки в установке свай после бурения. Как избежать: Всегда ссылайтесь на проектную документацию, которая должна содержать данные о геологических условиях и требованиях к работе в мерзлоте. Изучайте специализированные рекомендации, такие как "Рекомендации по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах" НИИОСП.
2. Неправильный расчет объема свай: Применение данной нормы к сваям, объем которых не соответствует диапазону 1,1-1,45 м3, приведет к некорректным расчетам. Как избежать: Внимательно проверяйте проектные спецификации на объем каждой сваи и используйте соответствующую норму из таблицы 05-01-095.
3. Отсутствие или неверное обоснование бурения скважин: Поскольку норма 05-01-095-04 не включает бурение, часто забывают учесть этот важный подготовительный этап. Как избежать: Всегда включайте в смету работы по бурению скважин по отдельным нормам (например, ГЭСН 05-01-105).
4. Недооценка или переоценка затрат на транспортировку и вспомогательные механизмы: Неверный учет времени работы кранов, трубоукладчиков, тягачей и полуприцепов может исказить смету. Как избежать: Тщательно анализируйте логистические схемы и условия доставки материалов на объект, а также учитывайте время работы машин согласно нормативам.
5. Неправильная интерпретация требований к раствору: Использование раствора, не соответствующего проектным требованиям по марке, консистенции или составу, может привести к снижению несущей способности свай и проблемам с фундаментом. Как избежать: Строго следуйте указаниям проекта относительно типа и характеристик раствора. Помните, что для обеспечения прочного смерзания раствора с грунтом и сваей важна его консистенция (осадка конуса 14-16 см).

Практические советы

• Комплексный подход: При составлении сметы на свайные фундаменты в мерзлых грунтах всегда рассматривайте весь комплекс работ: от бурения скважин до окончательной заливки и контроля качества. Не ограничивайтесь только одной нормой.
• Детализация проекта: Требуйте от проектировщиков максимально детализированную проектную документацию, включая геологические изыскания, схемы расположения свай, их объемы, а также требования к растворам и технологии работ.
• Актуальность нормативов: Используйте только актуальные версии ГЭСН и методических указаний по их применению (например, МДС 81-28.2001), чтобы избежать ошибок, связанных с устаревшими данными.
• Контроль качества: Включайте в смету затраты на контроль качества, такие как установка температурных трубок для мониторинга температурного режима грунтов и проверки несущей способности свай перед загрузкой.
• Резерв на непредвиденные расходы: В условиях работы в мерзлых грунтах всегда целесообразно предусматривать резервный фонд на непредвиденные расходы (обычно 5-15% от общей стоимости), так как могут возникнуть дополнительные работы, связанные с изменением состояния грунтов или погодными условиями.

Связанные нормы

Для полного и корректного расчета свайных работ в мерзлых и вечномерзлых грунтах, помимо ГЭСН 05-01-095-04, сметчику могут потребоваться следующие нормы:

• ГЭСН 05-01-095-05: Установка в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах: железобетонных свай объемом свыше 1,45 до 2 м3. Применяется для железобетонных свай большего объема в аналогичных условиях.
• ГЭСН 05-01-095-06: Установка в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах: стальных свай объемом до 0,2 м3. Используется для установки стальных свай в аналогичных условиях.
• ГЭСН 05-01-105-01: Бурение скважин диаметром до 600 мм глубиной до 10 м шнековым способом в грунтах 4 группы. Эта норма необходима для учета затрат на бурение скважин, которое является подготовительным этапом для установки свай по ГЭСН 05-01-095-04.
• ГЭСН 05-01-097: Погружение в мерзлых и вечномерзлых грунтах железобетонных и стальных свай с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами. Может применяться как альтернативный или дополнительный метод подготовки грунта для установки свай в мерзлых условиях.
• ГЭСН 05-01-001: Погружение дизель-молотом копровой установки на базе трактора железобетонных свай. Применяется для забивных свай в талых или предварительно оттаянных грунтах, в отличие от буроопускного метода.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и надежности свайного фундамента в мерзлых грунтах, помимо сметного расчета, важен строгий контроль на всех этапах выполнения работ:

• Геологический контроль: Постоянный мониторинг состояния мерзлых грунтов, их температуры и влажности.
• Контроль бурения скважин: Проверка соответствия диаметра, глубины и вертикальности скважин проектным данным.
• Контроль очистки скважин и свай: Убедиться в отсутствии воды, шлама, льда, снега и жировых пятен.
• Контроль установки свай: Проверка точности позиционирования свай и соблюдения сроков установки после бурения.
• Контроль качества раствора: Проверка соответствия марки, состава и консистенции раствора проектным требованиям.
• Температурный контроль: Установка температурных трубок для мониторинга температуры грунтов основания и определения момента, когда сваи могут быть загружены расчетной нагрузкой (после их вмерзания и восстановления отрицательных температур).

Соблюдение всех этих аспектов, от точного сметного расчета до строгого контроля на стройплощадке, гарантирует долговечность и надежность свайных фундаментов в условиях мерзлоты.