ГЭСН 05-01-104-02: Погружение стальных свай в мерзлых грунтах

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 05-01-104-02

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-104-02 является частью Сборника №5 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" ГЭСН-2020, утвержденного Приказом Минстроя России от 26.12.2019 № 871/пр . Эта норма регламентирует затраты ресурсов на выполнение работ по погружению предварительно изготовленных стальных свай объемом до 0,35 м³ буроопускным способом в скважины, устроенные в мерзлых и многолетнемерзлых грунтах .

Буроопускной способ является одним из наиболее распространенных и надежных методов устройства свайных фундаментов в условиях Крайнего Севера и других регионов с вечномерзлыми грунтами, где использование традиционных методов, таких как ударная забивка, вибрационное погружение или статическое вдавливание, нерационально или малоэффективно . Суть метода заключается в установке сваи в предварительно пробуренную скважину, диаметр которой превышает сечение сваи, с последующим заполнением пространства между сваей и стенками скважины цементно-песчаным или другим специальным раствором .

Норма 05-01-104-02 предназначена для определения прямых затрат при составлении сметной документации ресурсным методом, а также для разработки единичных расценок и укрупненных сметных нормативов . Она отражает среднеотраслевой уровень строительного производства с учетом принятой техники и технологии выполнения работ .

Техническая информация

Состав работ по норме ГЭСН 05-01-104-02

Норма ГЭСН 05-01-104-02 включает в себя полный комплекс основных, а также вспомогательных и сопутствующих работ, необходимых для погружения стальных свай буроопускным способом. Согласно официальному описанию, состав работ включает следующие технологические операции :

1. Заполнение скважины цементно-песчаным раствором с использованием автобетоносмесителя. Этот этап критически важен для обеспечения надежного смерзания сваи с окружающим грунтом и достижения необходимой несущей способности фундамента. Для стальных свай раствор перед заливкой рекомендуется нагревать до +20 °С .
2. Подача и установка сваи в скважину. Сваи должны быть предварительно очищены от льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен . Подача и установка выполняются с использованием крановой техники.
3. Погружение сваи до проектной отметки вибропогружателем. После установки сваи в скважину, ее погружают до проектной отметки. При этом необходимо обеспечить полное заполнение пазух между стенками скважины и сваей раствором, например, методом вытеснения или дополнительным уплотнением раствора вибрацией .

Важно отметить, что норма предусматривает погружение предварительно изготовленных стальных свай. Работы по изготовлению свай в данную норму не входят и должны учитываться отдельно.

Материалы и ресурсы

ГЭСН 05-01-104-02 учитывает расход следующих основных ресурсов на 1 м³ объема погружаемой сваи :

• Материалы:
• Растворы на цементном вяжущем: расход определяется по проекту (обозначение "П") . Это может быть цементно-песчаный раствор или другой специальный раствор, указанный в проектной документации .
• Сваи стальные буроопускные: количество определяется по проекту (обозначение "П") . Тип и марка стальных свай также определяются проектом .
• Машины и механизмы:
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу, объем ковша 1,8 м³: 0,37 маш.-ч. Используются для подготовки скважин, очистки грунта .
• Вибропогружатели высокочастотные электрические для погружения свай до 1,5 т, эксцентриковый момент 47 кгм, центробежная сила 450 кН: 0,37 маш.-ч. Основное оборудование для погружения свай .
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0,48 маш.-ч. Применяются для подачи и установки свай .
• Автобетоносмесители, объем барабана 6 м³: 0,37 маш.-ч. Используются для приготовления и подачи цементно-песчаного раствора .
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 12 т: 0,11 маш.-ч.
• Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0,11 маш.-ч. Тягачи и полуприцепы используются для транспортировки материалов и оборудования на объект.

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 05-01-104-02 включает следующие трудозатраты на 1 м³ объема погружаемой сваи :

• Затраты труда рабочих (средний разряд 2,6): 1,35 чел.-ч.
• Затраты труда машинистов: 1,70 чел.-ч.

Общие трудозатраты на единицу измерения составляют 3,05 чел.-ч. Эти показатели отражают средний уровень квалификации рабочих и машинистов, необходимый для выполнения данного вида работ. Время выполнения работ зависит от общего объема свай, подлежащих погружению, и условий производства работ.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по погружению свай буроопускным способом требуется квалифицированный персонал. Средний разряд рабочих, выполняющих комплекс работ, составляет 2,6 . Это подразумевает наличие у рабочих необходимых навыков и знаний в области свайных работ, работы с растворами и использования специализированной техники. Машинисты должны иметь соответствующую квалификацию для управления экскаваторами, вибропогружателями, кранами и автобетоносмесителями.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения нормы ГЭСН 05-01-104-02 в сметных расчетах необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема свай: Прежде всего, необходимо определить общий объем стальных свай, подлежащих погружению, в кубических метрах (м³). Норма 05-01-104-02 применяется для свай объемом до 0,35 м³. Если объем сваи превышает это значение, следует использовать другие нормы из таблицы 05-01-104, например, ГЭСН 05-01-104-03 (до 0,55 м³) или ГЭСН 05-01-104-04 (до 0,85 м³) .
2. Проверка условий применения: Убедитесь, что условия строительства соответствуют области применения нормы: работы ведутся в мерзлых или многолетнемерзлых грунтах, а средняя температура грунта по длине сваи составляет минус 0,5°С или ниже .
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножьте нормативные показатели расхода ресурсов (трудозатраты рабочих и машинистов, машино-часы работы механизмов) на общий объем свай. Например, для 10 м³ свай потребуется 1,35 чел.-ч/м³ * 10 м³ = 13,5 чел.-ч труда рабочих.
4. Учет материалов по проекту: Расход цементно-песчаного раствора и самих стальных свай определяется по проектной документации. Эти материалы имеют обозначение "П" (по проекту) в норме .
5. Применение поправочных коэффициентов: В зависимости от конкретных условий производства работ (например, стесненные условия, особые грунты), могут применяться поправочные коэффициенты к сметным нормам, предусмотренные технической частью Сборника №5 ГЭСН или соответствующими Методическими рекомендациями по применению сметных норм .
6. Индексация: Полученные прямые затраты (оплата труда, эксплуатация машин, стоимость материалов) необходимо пересчитать в текущие цены с использованием соответствующих индексов пересчета .

Примеры использования

Пример 1: Погружение стальных свай для фундамента здания в условиях Крайнего Севера.

Предположим, необходимо погрузить 50 стальных свай, каждая объемом 0,3 м³, буроопускным способом в многолетнемерзлых грунтах. Общий объем свай составит 50 * 0,3 м³ = 15 м³. Для расчета прямых затрат по ГЭСН 05-01-104-02:

• Трудозатраты рабочих: 1,35 чел.-ч/м³ * 15 м³ = 20,25 чел.-ч.
• Трудозатраты машинистов: 1,70 чел.-ч/м³ * 15 м³ = 25,50 чел.-ч.
• Машино-часы экскаватора: 0,37 маш.-ч/м³ * 15 м³ = 5,55 маш.-ч.
• Машино-часы вибропогружателя: 0,37 маш.-ч/м³ * 15 м³ = 5,55 маш.-ч.
• И так далее для всех машин и механизмов.

Расход раствора и свай будет определен по проектной документации, исходя из требуемого объема заполнения скважин и количества свай.

Особенности и ограничения

• Температурный режим грунтов: Буроопускной способ наиболее эффективен при средней температуре многолетнемерзлого грунта по длине сваи минус 0,5°С и ниже . При более высоких температурах или в пластичномерзлых грунтах могут применяться другие методы, например, опускной способ с предварительным оттаиванием грунта .
• Диаметр скважины: Диаметр пробуренной скважины должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи на 5 см и более . Это обеспечивает пространство для заполнения раствором и снижает риск повреждения сваи при погружении.
• Качество подготовки скважин: Скважины должны быть тщательно очищены от воды, шлама, льда или снега. Толщина слоя жидкого шлама или воды на дне скважины не должна превышать 15 см. Наличие замерзшего шлама, льда или вывалов грунта на дне недопустимо .
• Сроки погружения: Сваи должны быть погружены в скважины в сроки, исключающие оплывание стенок скважин, но не позднее чем через 4 часа после их зачистки и приемки .
• Контроль заполнения пазух: Необходимо принимать меры для обеспечения полного заполнения пазух между стенками скважины и сваей цементно-песчаным или другим специальным раствором. Это может быть достигнуто погружением свай методом вытеснения предварительно залитого раствора или дополнительным уплотнением раствора вибрацией .
• Нагрев раствора: При погружении полых стальных свай, бетон или раствор перед заливкой рекомендуется нагревать до +20°С . Это способствует лучшему схватыванию и набору прочности раствора до его замерзания, что особенно важно в условиях низких температур .
• Бетонирование полости сваи: После погружения полой стальной сваи, оставшееся пространство между сваей и стенками скважины засыпают непучинистым грунтом, а полость самой сваи бетонируют . Это предотвращает коррозию и повышает несущую способность конструкции.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Одна из частых ошибок – применение ГЭСН 05-01-104-02 для свай, объем которых выходит за пределы "до 0,35 м³". Всегда проверяйте объем сваи и выбирайте соответствующую норму из таблицы 05-01-104 (05-01-104-01, 05-01-104-03 и т.д.) .
2. Игнорирование температурного режима грунта: Применение буроопускного способа при температурах грунта выше -0,5°С может привести к снижению несущей способности сваи из-за недостаточного смерзания раствора с грунтом. Всегда учитывайте данные инженерно-геологических изысканий и СП 45.13330.2017 .
3. Недостаточная очистка скважин: Оставшиеся вода, шлам, лед или снег на дне скважины или на стенках могут значительно ухудшить сцепление сваи с раствором и грунтом, а также привести к неравномерному заполнению пазух . Строго контролируйте качество подготовки скважин.
4. Несоблюдение сроков погружения: Задержка с погружением сваи после подготовки скважины (более 4 часов) может привести к оплыванию стенок, образованию льда или шлама, что потребует повторной очистки или даже бурения новой скважины .
5. Неполное заполнение пазух: Недостаточное заполнение пространства между сваей и стенками скважины раствором снижает несущую способность сваи. Используйте методы, обеспечивающие полное заполнение, такие как вытеснение или вибрационное уплотнение .
6. Отсутствие учета нагрева раствора: Для стальных свай в мерзлых грунтах нагрев раствора до +20°С перед заливкой является важным технологическим требованием для обеспечения его твердения до замерзания . Несоблюдение этого может привести к потере прочности.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Всегда внимательно изучайте проектную документацию, особенно разделы, касающиеся свайных фундаментов и инженерно-геологических условий. Именно там содержатся данные о типе, объеме свай, составе раствора и требованиях к грунту.
• Взаимодействие с производственниками: Поддерживайте тесный контакт с инженерами и прорабами на объекте. Это поможет своевременно выявлять отклонения от проектных решений или технологических требований, которые могут повлиять на применение сметных норм.
• Использование актуальных нормативов: Убедитесь, что вы используете актуальную редакцию ГЭСН (ГЭСН-2020) и соответствующие методические указания . Нормативная база регулярно обновляется.
• Документирование: Ведите подробный журнал работ, фиксируя все этапы, включая время подготовки скважин, температуру грунта и раствора, объем залитого раствора и отметки погружения свай. Это поможет при возникновении спорных вопросов и для контроля качества.
• Учет специфики мерзлых грунтов: Помните, что работа с мерзлыми и многолетнемерзлыми грунтами требует особого подхода. Их свойства сильно зависят от температуры, влажности и состава .

Связанные нормы

ГЭСН 05-01-104-02 является частью более широкой группы норм, регулирующих свайные работы в мерзлых грунтах. К связанным нормам относятся:

• ГЭСН 05-01-104-01: Погружение буроопускным способом в скважины в мерзлых и многолетнемерзлых грунтах предварительно изготовленных стальных свай объемом: до 0,2 м³. Применяется для свай меньшего объема .
• ГЭСН 05-01-104-03: Погружение буроопускным способом в скважины в мерзлых и многолетнемерзлых грунтах предварительно изготовленных стальных свай объемом: до 0,55 м³. Применяется для свай большего объема .
• ГЭСН 05-01-104-04 и далее по таблице 05-01-104: Нормы для стальных свай еще большего объема .
• ГЭСН 05-01-095: Установка железобетонных и стальных свай в скважины в мерзлых и вечномерзлых грунтах. Эта норма может быть актуальна, если технология установки отличается от буроопускного способа, например, при использовании других методов закрепления сваи в скважине .
• ГЭСН 05-01-096 и далее: Нормы для железобетонных свай в мерзлых грунтах. Важно различать стальные и железобетонные сваи, так как для них применяются разные нормы и технологии.

Контрольные моменты

При работе с нормой ГЭСН 05-01-104-02 и выполнении свайных работ в мерзлых грунтах необходимо уделять внимание следующим контрольным точкам:

• Проверка диаметра скважины: Должен соответствовать проектному и превышать сечение сваи на 5 см и более .
• Контроль очистки скважины: Отсутствие воды, шлама, льда, снега и вывалов грунта на дне и стенках скважины .
• Температура раствора: Для стальных свай раствор должен быть нагрет до +20°С перед заливкой .
• Время погружения сваи: Не более 4 часов после зачистки и приемки скважины .
• Положение сваи: Соответствие проектной отметке по глубине, а также правильность расположения в плане и по вертикали . Отклонение от вертикальной оси не должно превышать 2% ее длины .
• Качество заполнения пазух: Визуальный контроль и, при необходимости, дополнительные меры по уплотнению раствора .
• Бетонирование полости стальной сваи: Обязательное бетонирование полости после погружения .

Соблюдение этих контрольных моментов обеспечит не только правильное применение сметной нормы, но и высокое качество выполнения работ, а также долговечность и надежность возводимых фундаментов в сложных условиях мерзлых грунтов.