ГЭСН 05-01-097-05: Погружение стальных свай в мерзлых грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-097-05 является одним из важнейших инструментов для сметчиков, работающих в сфере строительства на территориях с мерзлыми и вечномерзлыми грунтами. Эта норма регламентирует процесс погружения стальных свай объемом до 0,2 м³ с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами. Применение данной технологии обусловлено спецификой мерзлых грунтов, которые в естественном состоянии обладают высокой несущей способностью, но требуют особого подхода при устройстве фундаментов для минимизации разрушений и обеспечения надежного вмерзания свай.

Основное назначение ГЭСН 05-01-097-05 — это определение ресурсной потребности (трудозатрат, времени работы машин и механизмов, расхода материалов) для выполнения комплекса работ по устройству свайных фундаментов в сложных климатических условиях. Она позволяет унифицировать подходы к расчету сметной стоимости таких работ, обеспечивая прозрачность и обоснованность затрат. Норма применяется при составлении смет ресурсным и ресурсно-индексным методами, являясь основой для разработки единичных расценок федерального, территориального и отраслевого уровней.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-097-05 охватывает полный цикл работ, необходимых для погружения стальных свай в мерзлых и вечномерзлых грунтах с использованием парооттаивания. Состав работ включает следующие операции:

1. Монтаж и демонтаж паропровода. Эта операция включает установку и последующую разборку системы трубопроводов, по которым пар подается к паровым иглам. Качественный монтаж обеспечивает эффективную подачу пара и безопасность работ.
2. Изготовление свай. Данный этап предусматривает все необходимые работы по подготовке стальных свай к погружению, включая резку, сварку, обработку и другие операции, обеспечивающие соответствие свай проектным требованиям. В норме учтен расход листового проката и сварочных материалов.
3. Подача свай к месту погружения. Включает транспортировку изготовленных свай от места складирования или изготовления до точки их непосредственного погружения, с использованием соответствующей техники, такой как бортовые автомобили и краны.
4. Парооттаивание с погружением и извлечением паровых игл. Это ключевая операция, которая заключается в подаче горячего пара через специальные паровые иглы в мерзлый грунт. Пар разжижает грунт до текучего состояния, создавая полость для погружения сваи. После оттаивания иглы извлекаются. Скорость оттаивания зависит от структуры грунта и содержания льда.
5. Погружение свай. После создания оттаявшей зоны производится непосредственное погружение стальных свай в подготовленный грунт. Для этого используются вибропогружатели и краны. Важно обеспечить точное позиционирование и вертикальность сваи.
6. Заполнение свай. После погружения свай в их полость производится заполнение, как правило, цементным раствором. Это обеспечивает дополнительную прочность и монолитность конструкции, а также способствует лучшему смерзанию сваи с окружающим грунтом по мере его повторного замерзания.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, учтенных в ГЭСН 05-01-097-05, предусмотрен следующий перечень материалов и ресурсов:

• Средний разряд работы 3,7: 26.25 чел.-ч. Это показатель квалификации рабочих, необходимых для выполнения данного комплекса работ. Высокий разряд указывает на необходимость привлечения опытных специалистов.
• Вибропогружатели высокочастотные электрические для погружения свай до 1,5 т, эксцентриковый момент 47 кгм, центробежная сила 450 кН: 2.86 маш.-ч. Основное оборудование для погружения свай.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 3.17 маш.-ч. Используются для подъема и подачи свай, а также для монтажа/демонтажа оборудования.
• Вибраторы глубинные: 0.49 маш.-ч. Могут применяться для уплотнения раствора при заполнении свай.
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 12,5 т: 1.03 маш.-ч. Используются для перемещения и укладки элементов паропровода или свай.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч. Для транспортировки материалов и мелкого оборудования.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 2.06 маш.-ч. Необходимы для изготовления и ремонта стальных свай, а также для монтажа паропровода.
• Аппараты для газовой сварки и резки: 0.31 маш.-ч. Для выполнения работ по резке металла и газовой сварке.
• Парообразователи прицепные: 0.72 маш.-ч. Основное оборудование для генерации пара, необходимого для оттаивания грунта.
• Ацетилен газообразный технический: 0.18 м³. Используется для газовой сварки и резки.
• Кислород газообразный технический: 6 м³. Используется для газовой сварки и резки.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 1 кг. Расходные материалы для сварочных работ.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см²), внутренний диаметр 16 мм: 6.5 м. Для подачи пара или воды.
• Раствор готовый кладочный, цементный, М200: 0.8 м³. Для заполнения полости свай после их погружения.
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 14-24 мм: 0.03 т. Основной материал для изготовления стальных свай.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей по норме ГЭСН 05-01-097-05 составляют 26.25 чел.-ч на 1 м³ объема свай. Средний разряд рабочих, выполняющих данные работы, составляет 3.7. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять работы с использованием специализированного оборудования и соблюдением технологических требований в сложных условиях.

Требования к квалификации

Учитывая средний разряд рабочих 3.7, можно сделать вывод, что для выполнения работ по ГЭСН 05-01-097-05 требуется персонал с достаточным опытом и навыками в области свайных работ, работы с паровым оборудованием, сварочных работ и работы с грузоподъемными механизмами. Рабочие должны быть обучены правилам техники безопасности при работе в условиях низких температур и с высоким давлением пара.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 05-01-097-05 в сметных расчетах осуществляется по следующему алгоритму:

1. Определение объема свай: Первым шагом является определение общего объема стальных свай, подлежащих погружению, в кубических метрах (м³). Важно учитывать, что данная норма применяется для свай объемом до 0,2 м³. Для свай большего объема следует использовать другие расценки в рамках таблицы 05-01-097.
2. Применение нормы: Умножьте объем свай на нормативные показатели расхода ресурсов (трудозатраты, машино-часы, расход материалов), указанные в ГЭСН 05-01-097-05. Например, если объем свай составляет 10 м³, то трудозатраты составят 10 м³ * 26.25 чел.-ч/м³ = 262.5 чел.-ч.
3. Учет текущих цен: ГЭСН содержит только нормы расхода ресурсов. Для получения сметной стоимости необходимо перевести эти ресурсные показатели в текущие цены. Это делается путем умножения нормативных расходов на текущие цены ресурсов (оплата труда, стоимость машино-часа, стоимость материалов) или путем применения индексов пересчета к прямым затратам.
4. Дополнительные коэффициенты: В зависимости от условий производства работ могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты. Например, для работ в стесненных условиях (с отсыпанных островков, в котлованах со шпунтовым ограждением, с подмостей, на косогорах и т.п.), а также с подмывом или наклонных свай, следует применять соответствующие коэффициенты, приведенные в приложениях к сборнику ГЭСН-05.
5. Накладные расходы и сметная прибыль: К полученным прямым затратам добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями по определению сметной стоимости строительства.

Примеры использования

Пример 1: Расчет для небольшого объекта

Предположим, необходимо рассчитать смету на погружение 50 стальных свай объемом 0,15 м³ каждая в вечномерзлых грунтах для строительства опоры ЛЭП. Общий объем свай составит 50 * 0,15 м³ = 7,5 м³. Для расчета прямых затрат по ГЭСН 05-01-097-05 необходимо умножить нормативные показатели на 7,5. Например, трудозатраты составят 7,5 м³ * 26.25 чел.-ч/м³ = 196.875 чел.-ч.

Пример 2: Учет специфических условий

Если погружение тех же 50 свай осуществляется в условиях, требующих применения коэффициента на стесненность (например, вблизи существующих коммуникаций), то к рассчитанным прямым затратам (или к отдельным их элементам, согласно методике) будет применен соответствующий коэффициент. Это увеличит ресурсные показатели и, соответственно, сметную стоимость работ.

Особенности и ограничения

• Предварительное оттаивание: Ключевой особенностью нормы является обязательное предварительное оттаивание грунта паровыми иглами. Это позволяет создать зону разжиженного грунта, куда свая погружается, а затем прочно вмерзает по мере восстановления мерзлого состояния грунта. Это обеспечивает высокую несущую способность сваи.
• Объем свай: Норма 05-01-097-05 применима только для стальных свай объемом до 0,2 м³. Для свай большего объема в таблице 05-01-097 предусмотрены другие расценки (например, 05-01-097-06 для свай объемом до 0,35 м³).
• Тип грунта: Норма предназначена для мерзлых и вечномерзлых грунтов. Особенности работы с такими грунтами включают необходимость минимизации их разрушения и обеспечения быстрого вмерзания сваи.
• Условия производства работ: В ГЭСН 05-01-097-05 расход ресурсов предусмотрен для производства работ по погружению вертикальных свай в нестесненных условиях и без подмыва. При наличии стесненных условий (например, с отсыпанных островков, в котлованах со шпунтовым ограждением, с подмостей, на косогорах) или при погружении наклонных свай, а также с подмывом, следует применять соответствующие коэффициенты, указанные в технических частях сборников ГЭСН.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Недостаточное оттаивание грунта: Одной из распространенных ошибок является недостаточное или неравномерное оттаивание грунта. Это может привести к неполному погружению свай на проектную глубину, образованию так называемых "свайных лесов" и, как следствие, к перерасходу материалов и трудозатрат на срубку непогруженных частей. Как избежать: Тщательно контролировать процесс парооттаивания, обеспечивая создание полости, превышающей сечение сваи в 2-3 раза. Учитывать тип грунта и его льдистость, так как время оттаивания может варьироваться от 1-3 часов до 6-8 часов.
2. Неправильный выбор нормы: Применение ГЭСН 05-01-097-05 для свай, объем которых превышает 0,2 м³, или для других типов грунтов (например, немерзлых) является ошибкой. Как избежать: Всегда сверять характеристики свай и условия производства работ с областью применения нормы. Для свай большего объема использовать соответствующие расценки из той же таблицы 05-01-097. Для работ в оттаянном грунте применять нормы из таблицы ГЭСН 05-01-100.
3. Игнорирование коэффициентов: Неучет стесненных условий, наклонного погружения или других усложняющих факторов приводит к занижению сметной стоимости и, как следствие, к финансовым потерям. Как избежать: Внимательно изучать техническую часть сборника ГЭСН-05 и применять все необходимые коэффициенты, обоснованные проектом производства работ.
4. Некачественное изготовление или заполнение свай: Ошибки на этапах изготовления или заполнения свай могут снизить их несущую способность и долговечность. Как избежать: Строго соблюдать технологические карты, контролировать качество сварочных работ и состав цементного раствора, а также полноту заполнения полости свай.

Практические советы

• Геологические изыскания: Перед началом работ в мерзлых грунтах крайне важно провести детальные инженерно-геологические изыскания. Это позволит точно определить тип, состояние и глубину промерзания грунта, что является основой для выбора оптимальной технологии погружения свай и корректного применения сметных норм.
• Планирование работ: В условиях низких температур необходимо тщательно планировать логистику материалов и оборудования, а также учитывать возможные задержки, связанные с погодными условиями. Обеспечьте наличие достаточного количества топлива для парообразователей и сварочных агрегатов.
• Контроль качества парооттаивания: Регулярно контролируйте температуру и давление пара, а также время оттаивания для каждой сваи. Это гарантирует создание оптимальной полости для погружения и последующего вмерзания сваи.
• Защита грунта: По возможности, предотвращайте или уменьшайте глубину промерзания грунтов путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилками, соломой, листьями и т.п.).

Связанные нормы

При работе со свайными фундаментами в мерзлых и вечномерзлых грунтах сметчикам полезно знать следующие связанные нормы:

• ГЭСН 05-01-097-01 по ГЭСН 05-01-097-10: Эти нормы охватывают погружение железобетонных и стальных свай различных объемов (от 0,1 м³ до 0,55 м³) в мерзлых и вечномерзлых грунтах с предварительным оттаиванием паровыми иглами. ГЭСН 05-01-097-05 является частью этой группы норм.
• ГЭСН 05-01-099: "Парооттаивание мерзлых и вечномерзлых грунтов для производства свайных работ". Эта норма может применяться, если парооттаивание выделяется в отдельный вид работ или имеет специфические особенности, не учтенные в комплексной норме 05-01-097-05.
• ГЭСН 05-01-100: "Погружение железобетонных и металлических свай в оттаянный грунт мерзлых и вечномерзлых грунтов". Эта таблица содержит нормы для погружения свай в уже оттаянный грунт, что может быть актуально при использовании других методов оттаивания или при работе в условиях, когда грунт уже естественным образом оттаял.
• ГЭСН 05-01-101: "Бурение скважин шнековым способом в мерзлых и вечномерзлых грунтах". Может быть актуальна, если вместо парооттаивания или в дополнение к нему используется бурение лидирующих скважин.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным решениям при выполнении работ по ГЭСН 05-01-097-05 необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Соответствие проектной документации: Все параметры свай (объем, марка стали), глубина погружения, а также технология оттаивания должны строго соответствовать проектным решениям.
• Качество парооттаивания: Контроль за температурой и давлением пара, а также за временем оттаивания грунта. Необходимо убедиться, что создана достаточная по объему и глубине оттаявшая зона для беспрепятственного погружения сваи.
• Вертикальность и проектное положение свай: После погружения необходимо проверить вертикальность свай и их соответствие проектным осям. Применение лидирующих скважин, созданных парооттаиванием, способствует повышению точности установки.
• Качество заполнения свай: Контроль состава и объема цементного раствора, а также полноты заполнения полости свай. Это критически важно для обеспечения несущей способности сваи после ее вмерзания в грунт.
• Соблюдение техники безопасности: Работы с паровым оборудованием и в условиях низких температур требуют строгого соблюдения правил техники безопасности и охраны труда.

Правильное применение ГЭСН 05-01-097-05 и учет всех вышеперечисленных аспектов позволит сметчикам формировать точные и обоснованные сметы, а строителям — эффективно и безопасно выполнять работы по устройству свайных фундаментов в сложных условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов.