ГЭСН 05-01-173-01: Погружение свай-оболочек в речных условиях

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-173-01 является одним из важнейших инструментов для сметчиков, работающих в сфере гидротехнического и мостового строительства. Эта норма регламентирует ресурсные затраты на выполнение специфического и технологически сложного вида работ: погружение железобетонных свай-оболочек в речных условиях с применением вибропогружателя и одновременным извлечением грунта из полости сваи.

Сваи-оболочки – это крупногабаритные полые железобетонные конструкции, которые используются для создания глубоких фундаментов под опоры мостов, причалы, берегоукрепительные сооружения и другие объекты, возводимые на воде или вблизи водоемов. Их погружение в речных условиях требует использования специализированного плавучего оборудования и особой технологии, учитывающей гидрологические и грунтовые особенности.

Основное назначение нормы 05-01-173-01 – это определение потребности в трудовых, материальных и машинных ресурсах, необходимых для выполнения данного комплекса работ. Она служит основой для составления сметных расчетов ресурсным или ресурсно-индексным методом, обеспечивая прозрачность и обоснованность затрат на этапе планирования и реализации проекта.

Основные характеристики нормы 05-01-173-01:

• Код: 05-01-173-01
• Наименование: Погружение в речных условиях вибропогружателем с извлечением грунта свай-оболочек железобетонных диаметром до 2 м, длиной: до 16 м.
• Единица измерения: 1 м3 свай.
• Категория: 05-01-173 (Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов).
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы).

Применение данной нормы позволяет сметчикам точно учесть все необходимые ресурсы, от квалифицированного труда рабочих до специализированной техники и материалов, что критически важно для формирования достоверной сметной стоимости объекта капитального строительства, особенно при финансировании из государственного бюджета.

Техническая информация

Понимание технологического процесса, заложенного в ГЭСН 05-01-173-01, является ключом к ее правильному применению. Норма учитывает полный комплекс работ, выполняемых с плавучих средств, а также необходимые ресурсы для их осуществления.

Состав работ по норме

ГЭСН 05-01-173-01 включает в себя следующие основные операции, которые охватывают весь цикл погружения свай-оболочек в речных условиях с извлечением грунта:

1. Перемещение и установка плавучих средств на месте работы. Этот этап включает в себя буксировку барж, плавучих кранов, кондукторов и других вспомогательных судов к месту погружения свай, их точное позиционирование и надежное закрепление (например, на якорях или с помощью швартовных устройств) для обеспечения стабильности платформы во время выполнения работ. Точность установки критически важна для соблюдения проектного положения свай.
2. Доставка свай-оболочек. Сваи-оболочки, как правило, изготавливаются на специализированных заводах и доставляются на строительную площадку водным транспортом (на баржах) или по суше с последующей перегрузкой на плавучие средства. Этот пункт нормы учитывает затраты на перемещение свай от места складирования на плавучей базе до места непосредственного погружения.
3. Установка ножевой секции, вибропогружателя и эрлифта. Перед началом погружения на нижний конец сваи-оболочки устанавливается ножевая секция, облегчающая проникновение в грунт. Затем на верхнюю часть сваи монтируется вибропогружатель – основное оборудование для создания вибрационных колебаний, способствующих заглублению сваи. Одновременно устанавливается эрлифт – устройство для пневматического или гидравлического извлечения грунта из полости сваи-оболочки.
4. Наращивание секций свай-оболочек. Крупные сваи-оболочки часто состоят из нескольких секций, которые последовательно наращиваются по мере погружения. Этот процесс включает подъем следующей секции, ее точное совмещение с уже погруженной частью, сварку или болтовое соединение стыков и, при необходимости, антикоррозийную изоляцию.
5. Погружение свай-оболочек с выдачей грунта. Это основной технологический процесс, при котором вибропогружатель передает высокочастотные колебания на сваю, снижая трение грунта по ее боковым поверхностям и способствуя ее заглублению. Одновременно с этим, с помощью эрлифта или других гидравлических установок, грунт, попадающий внутрь полости сваи-оболочки, размывается и отсасывается, что облегчает дальнейшее погружение.
6. Снятие вибропогружателя и извлечение эрлифта. После достижения сваей проектной отметки вибропогружатель и эрлифт демонтируются и перемещаются для установки на следующую сваю.
7. Отвод плавучих средств. По завершении работ на данном участке плавучие средства перемещаются к следующей точке погружения или на базу.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-01-173-01 предусмотрен следующий перечень основных материалов и ресурсов. Их расход указан на 1 м3 объема погружаемой сваи-оболочки:

• Средний разряд работы 4,0: 5.61 чел.-ч. Это показатель трудозатрат рабочих-строителей, необходимых для выполнения всего комплекса работ. Средний разряд 4.0 указывает на необходимость привлечения квалифицированных специалистов, способных работать со сложным оборудованием и выполнять ответственные операции.
• Вибропогружатели низкочастотные электрические для погружения свай-оболочек, эксцентриковый момент 124,4 кгм, центробежная сила 604 кН: 0.6 маш.-ч. Это основное технологическое оборудование, предназначенное для погружения массивных железобетонных свай-оболочек в водонасыщенные и несвязные грунты. Низкочастотные вибропогружатели характеризуются значительной амплитудой колебаний и большой вынуждающей силой, что позволяет эффективно заглублять тяжелые конструкции.
• Краны на гусеничном ходу, грузоподъемность 25 т: 0.1 маш.-ч. Используются для вспомогательных операций на берегу или на плавучей платформе, таких как перемещение отдельных секций свай, оборудования, материалов.
• Котлы битумные передвижные электрические с центробежной мешалкой, объем загрузочной емкости 400 л: 0.01 маш.-ч. Применяются для разогрева битума, который может использоваться для гидроизоляции стыков свай-оболочек или других вспомогательных работ.
• Тягачи седельные, нагрузка на седельно-сцепное устройство до 15 т: 0.05 маш.-ч. и Полуприцепы общего назначения, грузоподъемность до 15 т: 0.05 маш.-ч. Эти транспортные средства используются для доставки оборудования и материалов на береговую часть строительной площадки.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 0.46 маш.-ч. Необходимы для сварки секций свай-оболочек при их наращивании, а также для других сварочных работ на объекте.
• Установки для размыва и отсоса грунта гидравлические: 0.75 маш.-ч. Это оборудование, часто входящее в состав эрлифта, используется для гидравлического размыва и последующего отсоса грунта из внутренней полости сваи-оболочки, что значительно облегчает ее погружение.
• Баржи несамоходные, грузоподъемность 300 т: 2.68 маш.-ч. Являются основными плавучими платформами для размещения оборудования, материалов и выполнения работ непосредственно на воде.
• Буксиры, мощность 221 кВт (300 л.с.): 0.72 маш.-ч. Используются для перемещения несамоходных барж, плавучих кранов и других плавучих средств к месту работы и обратно.
• Кондукторы плавучие для погружения железобетонных свай-оболочек: 2.26 маш.-ч. Это вспомогательные конструкции, обеспечивающие точное позиционирование и вертикальность погружаемых свай-оболочек в процессе работы.
• Краны плавучие несамоходные, 25 т: 2.35 маш.-ч. Основные подъемные механизмы, используемые для установки свай-оболочек, вибропогружателей, эрлифтов и других тяжелых элементов на плавучей платформе.
• Плавучие площадки сборно-разборные, грузоподъемность 3,5 т: 2.48 маш.-ч. Дополнительные плавучие платформы для размещения рабочих, мелкого оборудования и материалов.
• Битум нефтяной строительный БН-90/10: 0.007 т. Используется для гидроизоляционных работ, защиты стыков и поверхностей.
• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 6 мм: 0.001 т. Расход сварочных материалов для соединения секций свай-оболочек.
• Болты с гайками и шайбами строительные: 3.2 кг. Используются для крепления различных элементов, в том числе при наращивании секций свай.
• Краска масляная МА-0115, мумия, сурик железный: 0.01 кг. Применяется для защиты металлических элементов от коррозии.

Трудозатраты и время выполнения

Основной показатель трудозатрат по норме ГЭСН 05-01-173-01 составляет 5.61 чел.-ч на 1 м3 погружаемой сваи-оболочки при среднем разряде работы 4.0. Этот показатель включает в себя время, затрачиваемое рабочими на выполнение всех операций, предусмотренных составом работ, от подготовки плавучих средств до окончательного погружения сваи и отвода оборудования. Время эксплуатации машин и механизмов учтено в соответствующих машино-часах.

Требования к квалификации

Средний разряд работы 4.0 указывает на то, что для выполнения данного комплекса работ требуется бригада квалифицированных рабочих. В состав бригады должны входить специалисты, имеющие опыт работы с гидротехническим оборудованием, вибропогружателями, плавучими средствами, а также навыки выполнения сварочных работ в полевых условиях. Машинисты кранов и вибропогружателей должны обладать соответствующими удостоверениями и опытом работы на данном типе техники.

Практическое применение

Корректное применение ГЭСН 05-01-173-01 требует от сметчика не только знания состава нормы, но и понимания технологических особенностей процесса, а также умения правильно рассчитывать объемы работ и учитывать специфические условия.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет объемов работ по ГЭСН 05-01-173-01 производится в кубических метрах (м3) погружаемой сваи-оболочки. Для полых свай-оболочек объем определяется как объем материала сваи, то есть за вычетом объема полости.

1. Определение проектного объема сваи-оболочки:

• Из проектной документации необходимо взять геометрические размеры сваи-оболочки: наружный диаметр (D), внутренний диаметр (d) и проектную длину погружения (L). Норма применяется для свай диаметром до 2 м и длиной до 16 м.
• Объем материала сваи-оболочки (V) рассчитывается по формуле: V = π * (D² - d²) / 4 * L. Где D и d – наружный и внутренний диаметры соответственно, L – длина погружения. Важно учитывать именно объем железобетона, а не общий объем, занимаемый сваей в грунте.

2. Определение общего объема работ:

• Если на объекте погружается несколько свай-оболочек, необходимо суммировать объемы каждой сваи, рассчитанные по вышеуказанной формуле.
• Общий объем работ (V_общ) = Σ V_i, где V_i – объем i-й сваи.

3. Применение нормы:

• Полученный общий объем работ в м3 умножается на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 05-01-173-01 (чел.-ч, маш.-ч, расход материалов на 1 м3).
• Например, общие трудозатраты = V_общ * 5.61 чел.-ч/м3.

4. Учет текущих цен:

• ГЭСН содержат ресурсные показатели в базисном уровне цен (например, 2000 или 2009 года). Для получения сметной стоимости в текущих ценах необходимо применять соответствующие индексы пересчета, утверждаемые Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации.

Примеры использования

ГЭСН 05-01-173-01 применяется в следующих типовых случаях:

• Строительство опор мостов через реки: При возведении фундаментов мостовых опор, когда требуется глубокое заглубление свай-оболочек в русло реки, особенно в условиях водонасыщенных грунтов.
• Сооружение причальных стенок и пирсов: Для создания несущих элементов причалов и других гидротехнических сооружений, где сваи-оболочки служат основой для надводных конструкций.
• Устройство фундаментов для гидротехнических сооружений: Например, для насосных станций, водозаборов, шлюзов, расположенных в акватории или на береговой линии рек, где требуется надежное и глубокое свайное основание.
• Укрепление береговых линий: В случаях, когда необходимо создать устойчивое свайное ограждение для защиты берегов от размыва, и при этом требуется извлечение грунта из полости свай.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-01-173-01 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые необходимо учитывать сметчику:

• Речные условия: Норма строго привязана к выполнению работ в речных условиях, что подразумевает использование плавучих средств (барж, буксиров, плавучих кранов, кондукторов) и учет гидрологического режима реки (течение, глубина, возможные колебания уровня воды).
• Вибропогружение: Технология вибропогружения наиболее эффективна в несвязных водонасыщенных грунтах (пески, супеси, гравелистые пески). В связных грунтах (глины, суглинки) эффективность вибропогружения снижается, и может потребоваться предварительное лидерное бурение скважин или применение вибромолотов для ударной забивки.
• Извлечение грунта: Обязательным условием применения данной нормы является извлечение грунта из полости сваи-оболочки. Это отличает ее от норм, где грунт не извлекается или извлекается другими способами.
• Диаметр и длина свай: Норма применима для железобетонных свай-оболочек диаметром до 2 м и длиной до 16 м. Для свай других размеров или типов следует использовать соответствующие нормы.
• Комплексность работ: Норма учитывает полный комплекс основных, вспомогательных и сопутствующих работ, связанных с погружением свай-оболочек с плавучих средств. Это означает, что дополнительные затраты на перемещение оборудования, доставку свай, монтаж/демонтаж вибропогружателя и эрлифта, а также на наращивание секций уже учтены.
• Геологические условия: Важно учитывать результаты инженерно-геологических изысканий. Неравномерность грунтов, наличие валунов или плотных прослоек могут существенно повлиять на трудоемкость работ и потребовать корректировки технологии или применения повышающих коэффициентов, если это предусмотрено общими положениями к сборнику ГЭСН 05.

Полезная информация

Для успешного применения ГЭСН 05-01-173-01 сметчикам следует быть внимательными к деталям и учитывать возможные подводные камни, которые могут привести к ошибкам в расчетах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный расчет объема свай-оболочек: Распространенная ошибка – расчет объема по наружному диаметру сваи без вычета объема полости. Норма 05-01-173-01, как и другие нормы для полых свай, предполагает расчет по объему железобетона.

• Как избежать: Всегда проверяйте, что объем рассчитан как объем материала сваи (площадь кольца, умноженная на длину), а не как объем цилиндра по наружному диаметру.

2. Игнорирование условий применения нормы: Попытка применить данную норму для погружения свай с земли, без извлечения грунта, или для свай других диаметров/длин.

• Как избежать: Внимательно читайте наименование и описание нормы, а также общие указания к сборнику ГЭСН 05. Убедитесь, что все условия (речные условия, вибропогружатель, извлечение грунта, диаметр до 2 м, длина до 16 м) соответствуют проектным данным.

3. Неучет специфики грунтов: Применение нормы без учета необходимости лидерного бурения в плотных или связных грунтах, что может привести к недооценке затрат.

• Как избежать: Анализируйте инженерно-геологические изыскания. Если проект предусматривает погружение в сложные грунты, рассмотрите возможность применения повышающих коэффициентов, если это разрешено методическими указаниями, или использование других норм, предусматривающих лидерное бурение.

4. Неправильное применение индексов пересчета: Использование устаревших или некорректных индексов для перевода базисных цен в текущие.

• Как избежать: Всегда используйте актуальные индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России, на дату составления сметной документации.

5. Недооценка вспомогательных работ: Хотя норма включает комплекс работ, иногда сметчики могут упустить из виду необходимость дополнительных затрат, не учтенных нормой (например, подготовка подъездных путей к месту складирования на берегу, если это не часть общего комплекса работ).

• Как избежать: Детально изучайте проект производства работ (ППР) и технологические карты, чтобы выявить все операции, которые могут потребовать отдельного нормирования.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проектную документацию, особенно разделы, касающиеся свайных фундаментов, гидротехнических сооружений и инженерно-геологических изысканий.
• Консультации с инженерами: При возникновении сомнений по технологии или условиям выполнения работ, проконсультируйтесь с инженерами-проектировщиками или специалистами по производству свайных работ. Их опыт поможет избежать ошибок в смете.
• Использование специализированного ПО: Применяйте современные сметные программы, которые содержат актуальные базы ГЭСН и позволяют автоматизировать расчеты, минимизируя риск человеческих ошибок.
• Учет поправочных коэффициентов: Внимательно изучите техническую часть сборника ГЭСН 05 и общие положения по применению ГЭСН. В них могут быть предусмотрены поправочные коэффициенты на усложняющие факторы (например, стесненные условия, работа в зимнее время), которые не учтены напрямую в норме.
• Документирование пробного погружения: Для определения фактической длительности погружения свай в грунт и уточнения условий работ рекомендуется проводить пробное погружение свай. Результаты должны быть оформлены актом.

Связанные нормы

При работе со свайными фундаментами и гидротехническими сооружениями сметчику часто приходится использовать ГЭСН 05-01-173-01 в комплексе с другими нормами или выбирать альтернативные в зависимости от конкретных условий проекта:

• ГЭСН 05-01-173-02: Погружение в речных условиях вибропогружателем с извлечением грунта свай-оболочек железобетонных диаметром до 2 м, длиной: до 12 м. Эта норма применяется для аналогичных работ, но для свай меньшей длины.
• ГЭСН 05-01-007: Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек с извлечением грунта из полости сваи-оболочки диаметром до 2 м в грунты связные/несвязные. Эти нормы могут применяться для погружения свай-оболочек в других условиях (не обязательно речных) или с другими параметрами.
• ГЭСН 05-01-172: Погружение в речных условиях вибропогружателями железобетонных одиночных свай (без извлечения грунта). Применяется, когда извлечение грунта не требуется или выполняется по другой технологии.
• ГЭСН 05-01-009: Заполнение бетоном полых свай и свай-оболочек. Эта норма используется после погружения свай-оболочек, когда их полость заполняется бетоном для создания монолитной конструкции.
• ГЭСН 05-01-112: Погружение железобетонных свай-оболочек с применением/без применения плавучего кондуктора, с извлечением/без извлечения грунта. Эти нормы охватывают более широкий диапазон длин и условий погружения свай-оболочек.
• Сборники ГЭСН на гидротехнические сооружения (например, ГЭСН 36 "Земляные конструкции гидротехнических сооружений", ГЭСН 41 "Гидроизоляционные работы в гидротехнических сооружениях", ГЭСН 39 "Металлические конструкции гидротехнических сооружений"): Эти сборники содержат нормы на другие виды работ, которые могут сопутствовать или предшествовать погружению свай-оболочек при строительстве гидротехнических объектов.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия сметы фактическим затратам, сметчику важно учитывать следующие контрольные моменты:

• Соответствие проектной документации: Все параметры (диаметр, длина, глубина погружения, тип грунта, условия работы) должны строго соответствовать проектным решениям. Любые отклонения должны быть обоснованы и согласованы с заказчиком.
• Качество свай-оболочек: Убедитесь, что в смете учтены сваи, соответствующие требованиям ГОСТ и имеющие необходимые сертификаты.
• Контроль вертикальности и положения: В процессе погружения свай-оболочек должен осуществляться постоянный геодезический контроль их вертикальности и планового положения. Отклонения могут привести к необходимости дополнительных работ или браку.
• Акт пробного погружения: Для ответственных сооружений и при значительных объемах работ рекомендуется проведение пробного погружения свай для уточнения фактической длительности и условий. Результаты оформляются актом и могут служить основанием для корректировки сметы.
• Мониторинг грунта: В процессе погружения важно отслеживать поведение грунта, особенно при извлечении. Непредвиденные изменения в грунтовых условиях могут потребовать изменения технологии или дополнительных затрат.
• Соблюдение правил техники безопасности: Работы в речных условиях с использованием тяжелой плавучей техники и вибропогружателей сопряжены с повышенными рисками. В смете должны быть учтены все необходимые мероприятия по охране труда, если они не входят в состав накладных расходов.

Правильное применение ГЭСН 05-01-173-01, основанное на глубоком понимании технологии и внимании к деталям, позволит сметчику составить точную и обоснованную смету, способствующую успешной реализации строительного проекта.