ГЭСН 05-01-098-09: Погружение деревянных свай в мерзлоте

ГЭСН 05-01-098-09: Детальный анализ нормы для сметчиков

Введение

Строительство в условиях мерзлых и вечномерзлых грунтов является одной из наиболее сложных и специфических задач в инженерной практике. Низкие температуры, наличие льда в грунте и сезонные колебания температур создают уникальные вызовы для проектирования и возведения фундаментов. Для обеспечения надежности и долговечности сооружений в таких условиях применяются специальные технологии, одной из которых является погружение свай с предварительным оттаиванием грунта. Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-098-09 детально регламентирует этот процесс для деревянных свай.

Норма ГЭСН 05-01-098-09 относится к группе "Погружение в мерзлых и вечномерзлых грунтах (с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами)" и предназначена для определения ресурсных затрат при погружении деревянных свай объемом свыше 0,4 до 0,6 м³. Она является частью Сборника 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" и обязательна к применению при составлении сметной документации для объектов, финансируемых из государственного бюджета, а также рекомендована для частных проектов.

Основное назначение данной нормы – обеспечить сметчиков точными данными о расходе труда, машин и материалов, необходимых для выполнения полного комплекса работ по погружению деревянных свай в условиях мерзлоты с применением парооттаивания. Это позволяет корректно формировать начальную (максимальную) цену контракта и контролировать фактические затраты на строительной площадке.

Техническая информация

Технология погружения свай в мерзлые и вечномерзлые грунты с предварительным оттаиванием паровыми иглами является высокотехнологичным процессом, направленным на создание оптимальных условий для установки свай и последующего обеспечения их несущей способности за счет смерзания с грунтом.

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-098-09 охватывает полный комплекс операций, необходимых для выполнения работ по погружению деревянных свай данным методом. В состав работ включены следующие технологические этапы:

1. Монтаж и демонтаж паропровода. Этот этап включает в себя доставку, сборку и установку системы трубопроводов, по которым будет подаваться пар от парообразователя к паровым иглам. После завершения работ паропровод демонтируется и вывозится с объекта. Важность этого этапа заключается в обеспечении бесперебойной и безопасной подачи пара под необходимым давлением.
2. Изготовление свай. Норма предусматривает затраты на изготовление деревянных свай непосредственно на строительной площадке или на специализированном участке. Это может включать распиловку лесоматериалов, обработку антисептиками, формирование острия и головы сваи, а также другие подготовительные операции, обеспечивающие соответствие свай проектным требованиям.
3. Подача свай к месту погружения. Данный этап включает транспортировку готовых деревянных свай от места их изготовления или складирования непосредственно к точке погружения. Для этого используются специализированные транспортные средства, такие как тягачи с полуприцепами, а также краны для разгрузки и позиционирования свай.
4. Парооттаивание с погружением и извлечением паровых игл. Это ключевой этап технологии. Паровые иглы, представляющие собой металлические трубы с отверстиями, погружаются в предварительно пробуренные скважины. Через них подается пар под давлением, который оттаивает мерзлый грунт, создавая вокруг иглы талую зону. После достаточного оттаивания грунта паровые иглы извлекаются.
5. Погружение сваи. После создания талой зоны деревянная свая погружается в размягченный грунт. Для этого используются вибропогружатели, которые обеспечивают эффективное и контролируемое погружение сваи в подготовленную скважину. Важно, чтобы свая была погружена в сроки, исключающие повторное замерзание грунта в скважине.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме 05-01-098-09 требуются следующие основные материалы и ресурсы, расход которых учтен на 1 м³ погружаемых деревянных свай:

• Лесоматериалы для свай: 1.05 м³ (на 1 м³ погружаемых свай). Это основной материал для изготовления деревянных свай.
• Паровые иглы: 0.24 шт. (на 1 м³ погружаемых свай). Специальные металлические иглы, используемые для подачи пара в грунт.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 16 мм: 6.5 м (на 1 м³ погружаемых свай). Используется для соединения парообразователя с паровыми иглами и подачи пара.

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 05-01-098-09 учитывает затраты труда рабочих-строителей, необходимые для выполнения всех операций, входящих в состав работ. Средний разряд работы, предусмотренный нормой, составляет 3.3. Общие трудозатраты на 1 м³ погружаемых деревянных свай составляют 9.67 чел.-ч.

Машины и оборудование

Для выполнения работ по данной норме 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: 1.56 маш.-ч.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 1.81 маш.-ч.
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 12,5 т: 0.39 маш.-ч.
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: 0.07 маш.-ч.
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0.07 маш.-ч.
• Парообразователи прицепные: 0.72 маш.-ч.

Эти машины обеспечивают весь цикл работ – от транспортировки и подачи свай до самого процесса погружения и парооттаивания грунта.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-01-098-09 требует понимания не только состава работ и ресурсных показателей, но и особенностей технологии, а также возможных нюансов, возникающих на практике.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости работ по ГЭСН 05-01-098-09 осуществляется на основе объема погружаемых деревянных свай, выраженного в кубических метрах (м³).

1. Определение объема свай: Первым шагом является точное определение общего объема деревянных свай, подлежащих погружению, согласно проектной документации. Объем каждой сваи рассчитывается исходя из ее геометрических размеров (длины и среднего сечения). Например, для сваи длиной 6 м и средним диаметром 0.3 м, объем составит примерно 0.42 м³. Норма 05-01-098-09 применяется для свай объемом от 0.4 до 0.6 м³.
2. Применение нормы: После определения общего объема свай, этот показатель умножается на ресурсные показатели, указанные в норме для каждого вида затрат (трудозатраты, машино-часы, расход материалов). Например, если требуется погрузить 10 м³ деревянных свай, то трудозатраты составят 10 м³ * 9.67 чел.-ч/м³ = 96.7 чел.-ч.
3. Перевод в текущие цены: Полученные ресурсные показатели затем переводятся в стоимостное выражение с использованием текущих цен на ресурсы и индексов пересчета, утвержденных для соответствующего региона и периода.
4. Учет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам (стоимость ресурсов) добавляются накладные расходы и сметная прибыль, которые рассчитываются в соответствии с действующими методическими указаниями по ценообразованию в строительстве.

Примеры использования

Пример 1: Расчет трудозатрат для объекта.

Предположим, на объекте необходимо погрузить 50 деревянных свай, каждая объемом 0.5 м³. Общий объем свай составит 50 * 0.5 м³ = 25 м³.

Трудозатраты рабочих: 25 м³ * 9.67 чел.-ч/м³ = 241.75 чел.-ч.

Пример 2: Расчет расхода лесоматериалов.

Для того же объема в 25 м³ свай расход лесоматериалов составит: 25 м³ * 1.05 м³/м³ = 26.25 м³ лесоматериалов.

Пример 3: Расчет машино-часов вибропогружателя.

Для 25 м³ свай машино-часы вибропогружателя составят: 25 м³ * 1.56 маш.-ч/м³ = 39 маш.-ч.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма специально разработана для мерзлых и вечномерзлых грунтов. Применение ее для талых грунтов некорректно, так как технология парооттаивания не требуется, и должны использоваться другие нормы на свайные работы.
• Объем свай: Норма 05-01-098-09 строго ограничена деревянными сваями объемом свыше 0,4 до 0,6 м³. Для свай других объемов или из других материалов (железобетонных, стальных) следует применять соответствующие нормы из того же сборника ГЭСН-05, например, ГЭСН 05-01-098-10 для деревянных свай объемом свыше 0,6 до 1 м³ или ГЭСН 05-01-097 для железобетонных и стальных свай.
• Предварительное оттаивание: Технология парооттаивания является обязательной частью данной нормы. Это метод, при котором пар подается через иглы в грунт, создавая талую зону для погружения сваи. Эффективность парооттаивания зависит от типа грунта и его льдистости. В плотных глинистых грунтах этот способ может быть менее эффективен.
• Смерзание сваи с грунтом: В условиях вечной мерзлоты несущая способность свайного фундамента во многом зависит от смерзания сваи с окружающим грунтом после ее погружения в оттаянную зону. Проектные решения должны предусматривать условия для обеспечения этого смерзания и достижения расчетных температурных режимов грунтов оснований.

Полезная информация

Для эффективного и безошибочного применения ГЭСН 05-01-098-09 сметчикам важно учитывать не только прямые указания нормы, но и практические аспекты, связанные с технологией и условиями выполнения работ.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение объема свай. Часто сметчики ошибочно принимают за объем работ объем пробуренной скважины или объем оттаянного грунта. Однако норма 05-01-098-09, как и большинство норм на свайные работы, привязана к объему самой погружаемой сваи. Как избежать: Всегда ориентируйтесь на проектный объем деревянных свай, попадающих в указанный диапазон (свыше 0,4 до 0,6 м³).
2. Игнорирование специфики мерзлых грунтов. Мерзлые грунты имеют сложную структуру и свойства, зависящие от температуры, влажности и льдистости. Неверная оценка этих параметров может привести к некорректному расчету времени оттаивания и, как следствие, к снижению несущей способности свайного фундамента. Как избежать: Тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и проектные решения, касающиеся мерзлотно-грунтовых условий. При необходимости консультируйтесь с геотехниками.
3. Несоблюдение технологии парооттаивания. Недостаточное время оттаивания, неправильное расположение паровых игл или некорректное давление пара могут привести к неполному оттаиванию грунта, что затруднит погружение сваи и может вызвать ее повреждение. Как избежать: Обеспечьте строгий контроль за соблюдением технологических карт и рекомендаций по парооттаиванию на объекте. Регулярно проверяйте глубину и диаметр оттаянной зоны.
4. Отсутствие контроля за смерзанием сваи с грунтом. Для фундаментов, возводимых по II принципу использования вечномерзлых грунтов (с оттаиванием), критически важно обеспечить последующее смерзание сваи с грунтом для достижения проектной несущей способности. Как избежать: Включайте в смету и контролируйте мероприятия по обеспечению смерзания, такие как заполнение пазух между сваей и скважиной специальными растворами и поддержание температурного режима.
5. Неучет сопутствующих и подготовительных работ. Норма 05-01-098-09 охватывает основные операции, но не все подготовительные работы, которые могут потребоваться в условиях мерзлоты, например, устройство временных дорог, водоотлив, или более сложные земляные работы. Как избежать: Внимательно анализируйте проект и условия строительства. При необходимости используйте связанные нормы из сборника ГЭСН 01 "Земляные работы" или других сборников для учета дополнительных затрат.

Практические советы

• Детальная проработка проекта: Перед началом сметных расчетов убедитесь, что проектная документация содержит исчерпывающие данные о типе и состоянии грунтов, размерах и материале свай, а также о выбранной технологии погружения. Это основа для корректного применения нормы.
• Оптимизация логистики: Учитывая необходимость использования специализированной техники (краны, трубоукладчики, тягачи) и материалов (лесоматериалы, паровые иглы), планируйте логистику таким образом, чтобы минимизировать простои и обеспечить своевременную доставку ресурсов на объект.
• Контроль качества: Поскольку свайные работы относятся к скрытым работам, их качество имеет решающее значение для долговечности фундамента. Включайте в смету затраты на геодезический контроль положения свай, проверку глубины погружения и соответствия оттаянной зоны проектным параметрам.
• Учет климатических условий: Работы в мерзлых грунтах требуют особого внимания к температурному режиму. Хотя парооттаивание и позволяет работать в холодное время года, экстремально низкие температуры могут повлиять на эффективность оборудования и скорость оттаивания.
• Использование современных технологий: Несмотря на то, что парооттаивание является проверенным методом, существуют и другие способы подготовки грунта (например, электропрогрев, бурение лидерных скважин). Всегда оценивайте возможность применения более современных или экономически эффективных альтернатив, если это позволяет проект и условия.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-01-098-09 сметчикам часто приходится обращаться к другим нормативным документам:

• ГЭСН 05-01-097 (Погружение в мерзлых и вечномерзлых грунтах (с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами): железобетонных и стальных свай). Эта норма применяется в случаях, когда вместо деревянных свай используются железобетонные или стальные сваи, но технология парооттаивания сохраняется.
• ГЭСН 05-01-098-10 (Погружение в мерзлых и вечномерзлых грунтах (с предварительным оттаиванием грунта паровыми иглами): деревянных свай объемом свыше 0,6 до 1 м3). Используется для деревянных свай большего объема, чем предусмотрено нормой 05-01-098-09.
• ГЭСН 05-01-095 (Установка в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах: железобетонных и стальных свай). Применяется, если сваи устанавливаются в предварительно пробуренные скважины без использования парооттаивания, например, буроопускным способом.
• ГЭСН 81-02-05-2022 (Сборник 05. Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов). Общий сборник, в котором содержится норма 05-01-098-09. Важно ознакомиться с его технической частью и общими положениями для корректного применения всех норм, связанных со свайными работами.
• ГЭСН 81-02-01-2022 (Сборник 01. Земляные работы). Может быть использован для определения затрат на подготовительные земляные работы, такие как разработка лидерных скважин, планировка площадки или водоотлив, если они не учтены в основной норме.
• СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87". Этот свод правил содержит общие требования к проектированию и устройству фундаментов, в том числе на многолетнемерзлых грунтах, и может служить источником дополнительной технической информации.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия работ проекту, сметчику необходимо знать ключевые контрольные точки:

• Проверка качества лесоматериалов: Убедитесь, что используемые лесоматериалы соответствуют требованиям проекта по породе, влажности и размерам.
• Геодезический контроль: После погружения каждой сваи необходимо проверить ее положение в плане и по вертикали, а также отметку нижнего конца сваи.
• Контроль оттаивания грунта: Важно контролировать глубину и диаметр оттаянной зоны вокруг сваи, чтобы обеспечить достаточное пространство для погружения и последующее смерзание.
• Соблюдение сроков: Погружение свай в оттаянный грунт должно производиться оперативно, чтобы избежать повторного замерзания грунта в скважине до установки сваи.
• Документирование: Все этапы работ, включая парооттаивание, погружение свай и результаты контроля, должны быть надлежащим образом задокументированы в актах скрытых работ и исполнительной документации.

Заключение

ГЭСН 05-01-098-09 является важным инструментом для сметчиков, работающих в условиях строительства на мерзлых и вечномерзлых грунтах. Понимание ее состава, ресурсных показателей и технологических особенностей позволяет точно определять затраты и обеспечивать экономическую эффективность проектов. Правильное применение данной нормы, в сочетании с глубоким знанием технологии парооттаивания и учетом специфики грунтов, гарантирует надежность и долговечность возводимых фундаментов в суровых климатических условиях.