ГЭСН 05-01-205-02: Погружение свай-оболочек в связные грунты

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-01-205-02 является важным инструментом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству фундаментов в мостостроении. Данная норма регламентирует процесс погружения железобетонных свай-оболочек большого диаметра (до 3 м) с использованием вибропогружателя, а также включает комплекс работ по извлечению грунта из внутренней полости сваи. Ключевой особенностью применения этой нормы является ее применимость к связным грунтам.

Сваи-оболочки – это полые железобетонные конструкции, которые широко используются в мостостроении, а также при возведении других массивных сооружений на слабых или обводненных грунтах. Их применение позволяет передавать значительные нагрузки на глубокие, более прочные слои грунта, обеспечивая устойчивость и долговечность конструкций. Вибропогружение является эффективным методом для таких свай, так как вибрация значительно снижает трение между сваей и грунтом, облегчая ее заглубление.

Основные характеристики нормы ГЭСН 05-01-205-02:

• Код: 05-01-205-02
• Название: Погружение вибропогружателем с извлечением грунта железобетонных свай-оболочек диаметром до 3 м в мостостроении в грунты: → связные
• Единица измерения: м3 (объем погружаемой сваи-оболочки)
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы)
• Категория: 05-01-205 (Свайные работы)
• Обоснование: НР: Пр/812-005.1, СП: Пр/774-005.1

Техническая информация

Норма ГЭСН 05-01-205-02 охватывает полный комплекс операций, необходимых для погружения железобетонных свай-оболочек в связные грунты с извлечением грунта. Работы выполняются с использованием плавучих средств, что характерно для мостостроения.

Состав работ по норме

В состав работ, учтенных данной нормой, входят следующие технологические операции:

1. Укрупнительная сборка секций свай-оболочек. Этот этап включает подготовку отдельных элементов сваи-оболочки к монтажу на месте погружения. Сваи-оболочки часто состоят из нескольких секций, которые собираются непосредственно на строительной площадке или на плавучих средствах.
2. Установка и снятие устройства для подвешивания сваи-оболочки в направляющем каркасе. Для точного позиционирования и вертикального погружения свай-оболочек используются специальные направляющие каркасы или кондукторы. Данная операция включает монтаж и демонтаж оборудования, обеспечивающего правильное положение сваи.
3. Доставка свай-оболочек по воде. Поскольку норма применяется в мостостроении, предполагается, что работы ведутся на водоемах. Доставка крупногабаритных свай-оболочек к месту погружения осуществляется с помощью плавучих средств.
4. Установка ножевой секции в направляющий каркас. Ножевая секция – это нижняя часть сваи-оболочки, которая облегчает ее заглубление в грунт. Ее установка в направляющий каркас обеспечивает начальное позиционирование и ориентацию сваи.
5. Наращивание сваи-оболочки укрупненными секциями с приваркой фланцев и гаек и антикоррозионной изоляцией стыков. По мере погружения сваи-оболочки ее длина наращивается путем приварки последующих секций. Особое внимание уделяется качеству сварных швов и их антикоррозионной защите для обеспечения долговечности конструкции.
6. Установка и снятие вибропогружателя. Вибропогружатель – это основное оборудование для заглубления сваи. Его монтаж на голову сваи-оболочки и последующий демонтаж после достижения проектной отметки являются неотъемлемыми частями процесса.
7. Установка плавучего крана на место работы и снятие его. Для выполнения всех операций с крупногабаритными сваями-оболочками и тяжелым оборудованием (вибропогружатель, эрлифты) необходим мощный плавучий кран. Данный пункт учитывает затраты на его позиционирование и последующий отвод.
8. Установка и извлечение эрлифтов и напорных труб. Извлечение грунта из полости сваи-оболочки является критически важной операцией, особенно в связных грунтах. Эрлифты (пневматические насосы) и напорные трубы используются для удаления разжиженного грунта. Хотя для связных грунтов часто применяют грейферы, норма предусматривает использование эрлифтов, возможно, с предварительным рыхлением грунта подмывом.
9. Погружение свай-оболочек с извлечением грунта. Непосредственно процесс заглубления сваи вибропогружателем с одновременным или периодическим удалением грунта из ее внутренней полости.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-01-205-02 предусмотрен следующий расход основных материалов и ресурсов на 1 м3 объема погружаемой сваи-оболочки:

• Машины и оборудование:

• Вибропогружатели низкочастотные электрические для погружения свай-оболочек, эксцентриковый момент 124,4 кгм, центробежная сила 604 кН: 1.36 маш.-ч

• Краны козловые, грузоподъемность 65 т, высота подъема крюка 24 м: 0.19 маш.-ч

• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 0.91 маш.-ч

• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 0,7 МПа (7 атм), производительность до 5,4 м3/мин: 7.01 маш.-ч

• Насосы центробежные многоступенчатые с электроприводом, подача 60 м3/ч, напор 165 м: 6.2 маш.-ч

• Краны плавучие самоходные 100 т: 8.49 маш.-ч

• Материалы:

• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/45, Э42А, диаметр 4-5 мм: 1.4 кг

• Болты с гайками и шайбами строительные: 4.85 кг

• Конструкции сборные железобетонные (сваи-оболочки): 1.01 м3 (предполагается объем конструкций, входящих в 1 м3 объема погружения)

• Конструкции стальные ножа и стыка: 0 кг (указывает на то, что в данной норме расход этих конструкций не учтен или равен нулю на единицу измерения)

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей, учтенные в норме ГЭСН 05-01-205-02, составляют 16.5 чел.-ч на 1 м3 объема погружаемой сваи-оболочки. Средний разряд работы для выполнения данного комплекса операций составляет 3.7. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять сложные монтажные, сварочные и погрузочные работы, а также управлять специализированной техникой.

Требования к квалификации

Высокий средний разряд работы (3.7) подчеркивает, что для выполнения работ по погружению свай-оболочек требуются рабочие с соответствующими навыками и опытом. Это включает:

• Стропальщики и монтажники: для укрупнительной сборки, установки секций и работы с кранами.
• Сварщики: для качественной приварки фланцев и гаек, а также антикоррозионной изоляции стыков.
• Машинисты вибропогружателей и кранов: для управления сложной специализированной техникой, требующей точности и понимания динамики процесса погружения в различных грунтах.
• Операторы компрессоров и насосов: для обеспечения работы систем извлечения грунта.

Практическое применение

Правильное применение нормы ГЭСН 05-01-205-02 требует от сметчика глубокого понимания технологического процесса и особенностей работы со сваями-оболочками в связных грунтах.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема свай-оболочек: Первым шагом является определение проектного объема железобетонных свай-оболочек, подлежащих погружению. Единица измерения нормы – м3, что соответствует объему тела сваи-оболочки. Объем полых свай-оболочек определяется по их наружному диаметру и длине за вычетом объема полости.
2. Выбор нормы: Убедитесь, что условия проекта соответствуют данной норме: погружение вибропогружателем, железобетонные сваи-оболочки диаметром до 3 м, мостостроение, связные грунты и необходимость извлечения грунта. Если грунты несвязные, следует применять норму ГЭСН 05-01-205-01.
3. Расчет прямых затрат: Умножьте объем свай-оболочек (в м3) на нормативные показатели расхода ресурсов (трудозатраты, машино-часы, расход материалов), указанные в ГЭСН 05-01-205-02. Это даст прямые затраты в натуральном выражении.
4. Перевод в стоимостные показатели: Полученные натуральные показатели ресурсов умножаются на их текущие стоимостные оценки (цены материалов, тарифы на эксплуатацию машин, расценки на оплату труда рабочих). Для этого используются текущие индексы пересчета или актуальные сборники цен.
5. Учет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями и нормативами.

Примеры использования

• Строительство опор мостов: Основное применение нормы – это возведение фундаментов мостов через реки, озера или другие водные преграды, где требуется глубокое заглубление опор в связные грунты.
• Устройство причалов и эстакад: При строительстве портовых сооружений, причалов и эстакад, где также часто встречаются связные грунты и требуется работа с воды.
• Фундаменты для крупных гидротехнических сооружений: Например, при возведении водозаборных сооружений, плотин или других объектов, требующих надежного свайного основания в сложных геологических условиях.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима для связных грунтов (суглинки, глины твердые, полутвердые, тугопластичные и мягкопластичные). В таких грунтах при вибропогружении происходит разжижение грунта на контакте со сваей (тиксотропное разжижение), что облегчает погружение.
• Диаметр свай-оболочек: Норма распространяется на сваи-оболочки диаметром до 3 м. Для свай большего диаметра или других типов свай могут применяться иные нормы или индивидуальные расчеты.
• Извлечение грунта: Обязательным условием применения нормы является извлечение грунта из полости сваи-оболочки. Для связных грунтов это чаще всего осуществляется грейфером, но норма также учитывает использование эрлифтов и напорных труб, которые могут применяться с предварительным рыхлением грунта.
• Работа с воды: Наличие в составе машин плавучего крана указывает на выполнение работ с плавучих средств, что типично для мостостроения.
• Эффект "засасывания": В связных глинистых грунтах после прекращения погружения может происходить восстановление структуры грунта и увеличение его несущей способности, что затрудняет дальнейшее заглубление сваи при перерывах. Это явление, известное как "засасывание" сваи, требует непрерывного погружения или учета времени "отдыха" сваи.

Полезная информация

Для эффективного применения ГЭСН 05-01-205-02 и минимизации рисков ошибок сметчикам следует учитывать ряд практических аспектов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы по типу грунта: Одна из самых частых ошибок – применение данной нормы для несвязных грунтов (песков, супесей). Это приводит к некорректному расчету ресурсов, так как технология и трудозатраты для несвязных грунтов отличаются. Как избежать: Всегда тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и выбирайте норму строго в соответствии с типом грунта. Для несвязных грунтов используйте ГЭСН 05-01-205-01.
2. Игнорирование диаметра свай-оболочек: Норма четко указывает диаметр "до 3 м". Использование ее для свай большего диаметра будет ошибкой. Как избежать: Проверяйте проектные данные по диаметру свай и при необходимости ищите другие подходящие нормы или разрабатывайте индивидуальные расценки.
3. Неучет извлечения грунта: Если по проекту извлечение грунта из полости сваи-оболочки не требуется (что редко для вибропогружения в связных грунтах), данная норма не подходит. Как избежать: Убедитесь, что технология, предусмотренная проектом, включает извлечение грунта.
4. Ошибки в определении объема: Объем сваи-оболочки рассчитывается как объем полого цилиндра. Неправильный расчет (например, по полному объему без вычета полости) приведет к завышению сметы. Как избежать: Внимательно рассчитывайте объем полых конструкций согласно проектной документации.
5. Некорректное применение коэффициентов: Завышение или необоснованное применение повышающих коэффициентов (например, на стесненные условия, работу в зимнее время) без должного обоснования. Как избежать: Всегда обосновывайте применение коэффициентов ссылками на проект, ПОС (проект организации строительства) и нормативные документы.
6. Сокращение наименований работ и материалов: Недостаточно подробное описание позиций в смете может привести к разногласиям между заказчиком и подрядчиком. Как избежать: Максимально полно и точно указывайте наименования работ и материалов, как они приведены в ГЭСН и проектной документации.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите проектную документацию, особенно разделы, касающиеся геологических изысканий, конструкций фундаментов и технологии производства работ.
• Взаимодействие с инженерами: При возникновении вопросов по технологии или условиям выполнения работ не стесняйтесь консультироваться с инженерами-проектировщиками или специалистами по производству работ. Это поможет избежать ошибок в интерпретации данных.
• Учет специфики связных грунтов: Помните, что в связных грунтах возможно явление "засасывания" сваи. Хотя сама норма не учитывает простои, понимание этого процесса поможет в оценке рисков и планировании работ.
• Контроль качества сварных швов: Наращивание свай-оболочек включает сварку. Хотя норма не детализирует контроль, сметчик должен понимать, что это критически важный этап, требующий соответствующих ресурсов и квалификации.
• Применение актуальных нормативов: Всегда используйте самые свежие редакции ГЭСН и индексов пересчета, чтобы смета была актуальной и достоверной.

Связанные нормы

• ГЭСН 05-01-205-01: Погружение вибропогружателем с извлечением грунта железобетонных свай-оболочек диаметром до 3 м в мостостроении в несвязные грунты. Это прямая альтернатива данной норме, отличающаяся только типом грунта.
• ГЭСН 05-01-007-03: Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек длиной свыше 12 м с извлечением грунта из полости сваи-оболочки диаметром до 2 м в несвязные грунты. Хотя эта норма для несвязных грунтов и другого диаметра, она также описывает процесс погружения с извлечением грунта.
• ГЭСН 05-01-008-01: Погружение вибропогружателем железобетонных свай-оболочек с извлечением грунта из полости диаметром до 3 м в несвязные грунты. Аналогично, для несвязных грунтов, но с тем же диаметром до 3м.
• ГЭСН 05-01-175: Срубка "голов" железобетонных свай и свай-оболочек в речных условиях. Эта норма может применяться после завершения погружения свай-оболочек, если требуется срубка их верхней части до проектной отметки.
• ГЭСН 05-01-028-03: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах. Может быть альтернативой в определенных условиях, если вибропогружение невозможно или нецелесообразно.

Контрольные моменты

• Геодезический контроль: Точное позиционирование свай-оболочек в плане и по высоте является критически важным. Необходимо обеспечить строгий геодезический контроль на всех этапах работ.
• Мониторинг скорости погружения: В процессе вибропогружения важно отслеживать скорость заглубления сваи. Если скорость падает ниже определенного значения (например, 5 см/мин), это может указывать на необходимость более интенсивного извлечения грунта или изменения режима вибропогружения.
• Качество извлекаемого грунта: Контроль за составом и объемом извлекаемого грунта позволяет оценить эффективность процесса и состояние грунта в полости сваи.
• Контроль качества сварных швов: Стыки секций свай-оболочек должны быть выполнены качественно и надежно, с обязательной антикоррозионной защитой, что влияет на долговечность всей конструкции.

Применение ГЭСН 05-01-205-02 требует внимательности и понимания всех технологических нюансов. Тщательный подход к сметному расчету на основе данной нормы позволит обеспечить точность планирования затрат и успешную реализацию проектов мостостроения.