ГЭСН 05-01-098-01: Погружение свай в мерзлоте

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-098-01 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству фундаментов в условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов. Данная норма регламентирует ресурсы, необходимые для погружения деревометаллических свай объемом до 0,2 м3 с использованием метода предварительного оттаивания грунта паровыми иглами.

Применение этой нормы особенно актуально в регионах с суровым климатом, где строительство ведется на многолетнемерзлых грунтах. Правильное использование ГЭСН 05-01-098-01 позволяет точно определить потребность в трудовых, материальных и машинных ресурсах, что является основой для формирования достоверной сметной стоимости строительных проектов.

Единицей измерения для данной нормы является 1 м3 объема свай.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-098-01 охватывает полный комплекс операций, необходимых для погружения деревометаллических свай в мерзлые и вечномерзлые грунты с предварительным парооттаиванием. В состав работ входят следующие технологические процессы:

1. Монтаж и демонтаж паропровода. Включает установку и последующую разборку системы подачи пара к паровым иглам, обеспечивающую эффективное оттаивание грунта.
2. Изготовление свай. Предусматривает работы по подготовке деревометаллических свай к погружению, включая необходимые операции по их сборке или доработке на месте производства работ.
3. Подача свай к месту погружения. Охватывает транспортировку подготовленных свай от места их изготовления или складирования непосредственно к точке установки.
4. Парооттаивание с погружением и извлечением паровых игл. Это основной технологический процесс, при котором грунт в месте погружения сваи предварительно оттаивается с помощью паровых игл. После оттаивания иглы извлекаются.
5. Погружение сваи. Непосредственная установка сваи в оттаянную скважину.
6. Заполнение сваи. Завершающий этап, включающий заполнение полости сваи или пазух вокруг нее необходимым раствором для обеспечения смерзания сваи с грунтом и достижения проектной несущей способности.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, учтенных в ГЭСН 05-01-098-01, предусмотрен расход следующих основных материалов:

• Ацетилен газообразный технический: 0.15 м3. Используется для газовой сварки и резки, необходимых при монтаже паропровода или изготовлении свай.
• Кислород газообразный технический: 4 м3. Применяется в комплексе с ацетиленом для газопламенных работ.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 1.05 кг. Необходимы для выполнения сварочных работ, в частности, при изготовлении или усилении деревометаллических свай.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 16 мм: 6.5 м. Используется для подачи пара или воды в процессе парооттаивания.
• Раствор готовый кладочный, цементный, М200: 0.42 м3. Применяется для заполнения полости сваи или пазух между сваей и стенками скважины после погружения, обеспечивая надежное смерзание с грунтом.
• Прокат листовой горячекатаный, марки стали Ст3сп, Ст3пс, ширина 1200-3000 мм, толщина 14-24 мм: 0.035 т. Используется для изготовления металлических элементов деревометаллических свай или вспомогательных конструкций.
• Паровые иглы: 0.44 шт. Являются основным инструментом для предварительного оттаивания грунта.
• Лесоматериалы для свай: 0.54 (единица измерения не указана в исходных данных, вероятно, м3 или т). Представляют собой деревянную часть деревометаллических свай.
• Трубы стальные обсадные: 0 м. В данной норме их расход не учтен, что может означать их многократное использование или отсутствие необходимости в обсадке для данного типа работ.

Машины и оборудование

Для выполнения работ по ГЭСН 05-01-098-01 предусмотрено использование следующей строительной техники и оборудования:

• Вибропогружатели высокочастотные электрические для погружения свай до 1,5 т, эксцентриковый момент 47 кгм, центробежная сила 450 кН: 3.99 маш.-ч. Основное оборудование для погружения свай в оттаянный грунт.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 4.32 маш.-ч. Используются для монтажа/демонтажа паропровода, подачи свай и других подъемно-транспортных операций.
• Вибраторы глубинные: 0.28 маш.-ч. Могут применяться для уплотнения раствора в скважинах после погружения сваи.
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 12,5 т: 1.74 маш.-ч. Могут использоваться для перемещения и установки элементов паропровода или свай.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч. Для транспортировки материалов и оборудования на объекте.
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: 0.05 маш.-ч. Для транспортировки крупногабаритного оборудования или свай.
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0.05 маш.-ч. В комплексе с тягачами для перевозки грузов.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 2.16 маш.-ч. Для сварочных работ на объекте.
• Аппараты для газовой сварки и резки: 1.03 маш.-ч. Для газопламенных работ.
• Парообразователи прицепные: 0.72 маш.-ч. Основное оборудование для производства пара, необходимого для оттаивания грунта.

Трудозатраты и требования к квалификации

Согласно ГЭСН 05-01-098-01, общие трудозатраты рабочих-строителей на 1 м3 погружаемых свай составляют 32.42 чел.-ч. Средний разряд работы, предусмотренный нормой, составляет 3.5. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять работы, требующие определенных навыков и знаний, особенно в сложных условиях мерзлых грунтов.

Технология погружения свай в мерзлых грунтах с парооттаиванием

Погружение свай в мерзлые и вечномерзлые грунты методом парооттаивания является эффективным способом устройства фундаментов в условиях низких температур. Суть метода заключается в предварительном создании оттаявшей зоны в грунте, куда затем погружается свая. Это позволяет избежать разрушения сваи при забивке в твердомерзлый грунт и обеспечить ее надежное смерзание с грунтом после повторного замерзания.

Процесс включает следующие ключевые шаги:

1. Подготовка скважины: С помощью паровых игл, подключенных к парообразователю, в грунте создается скважина путем его оттаивания. Пар подается под давлением, размягчая мерзлый грунт.
2. Погружение сваи: После образования оттаявшей полости, в нее погружается деревометаллическая свая. Диаметр оттаявшей зоны должен быть достаточным для свободного погружения сваи, но не слишком большим, чтобы обеспечить быстрое смерзание.
3. Заполнение пазух: Пространство между сваей и стенками скважины заполняется цементно-песчаным или другим специальным раствором. Этот раствор, замерзая, обеспечивает прочное сцепление сваи с окружающим грунтом, восстанавливая его несущую способность.

Важно, что при работе с вечномерзлыми грунтами основной задачей является минимизация их повреждения и обеспечение быстрого вмораживания сваи для сохранения несущей способности.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-01-098-01 в сметном расчете необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема свай: Исходя из проектной документации, необходимо точно рассчитать общий объем деревометаллических свай, подлежащих погружению. Важно убедиться, что объем каждой отдельной сваи не превышает 0,2 м3, так как для больших объемов применяются другие нормы (например, ГЭСН 05-01-098-02).
2. Применение нормы: Полученный общий объем свай (в м3) умножается на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-098-01 для каждой позиции (трудозатраты, машино-часы, расход материалов).
3. Учет неучтенных ресурсов: Проверить, есть ли в норме неучтенные ресурсы (например, паровые иглы, которые в некоторых редакциях могут быть указаны как неучтенные). Если таковые имеются, их стоимость и количество должны быть определены и учтены дополнительно на основании проектных данных или текущих цен.
4. Применение индексов пересчета: Полученные ресурсные показатели переводятся в текущие цены с использованием соответствующих индексов пересчета, утверждаемых для данного региона и периода. ГЭСН содержат нормы расхода ресурсов в натуральном выражении, а не в денежном.

Примеры использования

Пример 1: Расчет для небольшого объекта

Предположим, необходимо погрузить 10 деревометаллических свай объемом 0,15 м3 каждая в вечномерзлый грунт с применением парооттаивания.

• Общий объем свай: 10 свай * 0,15 м3/свая = 1,5 м3.
• Трудозатраты рабочих: 1,5 м3 * 32.42 чел.-ч/м3 = 48.63 чел.-ч.
• Расход кислорода: 1,5 м3 * 4 м3/м3 = 6 м3.
• Расход цементного раствора: 1,5 м3 * 0.42 м3/м3 = 0.63 м3.
• Машино-часы вибропогружателя: 1,5 м3 * 3.99 маш.-ч/м3 = 5.985 маш.-ч.

Далее эти ресурсные показатели умножаются на текущие расценки для получения сметной стоимости.

Пример 2: Учет специфики грунтов

Если проект предусматривает погружение свай в грунты с послойным залеганием, где одна из групп грунтов составляет не менее 80% от общей глубины погружения, нормы расхода ресурсов могут приниматься по основной группе грунта для всей глубины. В противном случае, нормы определяются суммарно для общей толщины слоев различных групп.

Особенности и ограничения

• Тип свай: Норма применима строго для деревометаллических свай. Для железобетонных, стальных или других типов свай следует использовать соответствующие ГЭСН.
• Объем свай: Ограничение по объему сваи до 0,2 м3 является критическим. Превышение этого объема требует применения других норм из той же группы (например, ГЭСН 05-01-098-02 для свай до 0,3 м3).
• Тип грунта: Норма разработана специально для мерзлых и вечномерзлых грунтов. Применение в талых грунтах недопустимо, так как технология парооттаивания является избыточной и неэффективной.
• Метод погружения: Обязательным условием является предварительное оттаивание грунта паровыми иглами. Использование других методов (например, бурозабивного без оттаивания, или буроопускного скважинного) требует применения иных норм.
• Сохранение мерзлого состояния: При работе в вечномерзлых грунтах, используемых по I принципу (с сохранением мерзлого состояния), важно обеспечить быстрое смерзание сваи с грунтом после погружения для восстановления его несущей способности.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение объема свай: Часто сметчики ошибаются в расчете фактического объема погружаемых свай, что приводит к некорректному применению нормы. Необходимо тщательно проверять проектные данные и использовать точные формулы для расчета объема.
2. Использование нормы для другого типа или объема свай: Применение ГЭСН 05-01-098-01 для железобетонных свай, стальных свай или деревометаллических свай объемом более 0,2 м3 является грубой ошибкой. Всегда сверяйтесь с наименованием и описанием нормы.
3. Игнорирование метода оттаивания: Норма четко указывает на "предварительное оттаивание грунта паровыми иглами". Если используется другой метод (например, бурение лидерных скважин без оттаивания), данная норма неприменима.
4. Неучет неучтенных ресурсов: Некоторые ресурсы, такие как паровые иглы, могут быть указаны как неучтенные в норме. Их отсутствие в сметном расчете приведет к занижению стоимости работ. Всегда проверяйте раздел "Неучтенные ресурсы" в полной редакции ГЭСН.
5. Применение устаревших редакций ГЭСН: Нормативы регулярно обновляются. Использование устаревших данных может привести к значительным искажениям в смете. Всегда работайте с актуальными редакциями ГЭСН.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите разделы проектной документации, касающиеся фундаментов, геологических изысканий и технологии производства работ. Это поможет правильно выбрать норму и учесть все особенности объекта.
• Консультации с инженерами: При возникновении сомнений относительно применяемой технологии или характеристик свай, не стесняйтесь консультироваться с инженерами-проектировщиками или специалистами по производству работ.
• Использование специализированного ПО: Применение современного сметного программного обеспечения значительно снижает вероятность ошибок, автоматизируя процесс подбора норм и расчета объемов.
• Внимание к деталям: Даже небольшие изменения в технологии или материалах могут потребовать корректировки сметы или применения других норм. Будьте внимательны к каждой детали.

Связанные нормы

• ГЭСН 05-01-098-02: Погружение деревометаллических свай объемом от 0,2 м3 до 0,3 м3 в мерзлых и вечномерзлых грунтах с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами. Применяется, когда объем свай превышает 0,2 м3.
• ГЭСН 05-01-095: Установка железобетонных и стальных свай в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах. Используется для других типов свай и методов установки.
• ГЭСН 05-01-096: Установка железобетонных и стальных свай в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах с заполнением пазух раствором. Применяется при необходимости заполнения пазух раствором для других типов свай.
• ГЭСН 05-01-097: Устройство буронабивных свай в мерзлых и вечномерзлых грунтах. Применяется для буронабивных свай.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия выполненных работ сметной документации, необходимо контролировать следующие аспекты:

• Соответствие свай проекту: Проверка размеров, типа и качества деревометаллических свай, а также их соответствие проектным требованиям.
• Параметры парооттаивания: Контроль температуры и давления пара, а также времени оттаивания для обеспечения необходимой глубины и диаметра оттаявшей зоны.
• Глубина и вертикальность погружения: Проверка фактической глубины погружения каждой сваи и ее отклонений от вертикали.
• Качество заполнения пазух: Контроль состава и объема цементного раствора, используемого для заполнения пазух, а также соблюдение технологии его укладки и условий для последующего смерзания.
• Сроки выполнения работ: Соблюдение сроков погружения свай после оттаивания, чтобы избежать повторного замерзания грунта до установки сваи.

Тщательный контроль на всех этапах выполнения работ, регламентированных ГЭСН 05-01-098-01, является залогом долговечности и надежности фундаментов, возводимых в сложных условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов.