ГЭСН 05-02-007-02: Опускание колодцев гидромеханизацией

Введение

ГЭСН 05-02-007-02 является ключевой государственной элементной сметной нормой, регулирующей затраты на опускание колодцев с разработкой грунта способом гидромеханизации. Эта норма применяется для крупных объектов, где площадь колодца превышает 300 м2, а глубина опускания составляет более 10 метров. Она включена в Сборник ГЭСН-2001, Часть 5 "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов" (ГЭСН 81-02-05-2001) и предназначена для определения потребности в ресурсах (трудозатратах, машинах, материалах) при выполнении данного вида строительных работ.

Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) являются основой для разработки единичных расценок (ФЕР, ТЕР) и используются для определения прямых затрат в сметной стоимости строительства ресурсным методом. Норма 05-02-007-02 обоснована нормативными документами НР: Пр/812-005.2 и СП: Пр/774-005.2, что подтверждает ее официальный статус и обязательность применения для объектов, финансируемых из государственного бюджета. Для строек, финансируемых за счет собственных средств предприятий и физических лиц, ГЭСН носят рекомендательный характер.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-02-007-02 охватывает полный комплекс операций, необходимых для опускания колодцев методом гидромеханизации. В состав работ входят:

• Снятие колодцев с подкладок. Этот начальный этап включает подготовительные работы по освобождению конструкции колодца от временных опор или искусственного основания, на которых он был возведен. После распалубочных работ и установки необходимого оборудования, колодец аккуратно снимается с подкладок, что является критически важным для предотвращения перекосов.
• Монтаж и демонтаж стояков напорного водовода и пульповода. Для реализации гидромеханизированного способа требуется создание специализированной системы трубопроводов. Напорный водовод подает воду под давлением к гидромониторам, а пульповод отводит смесь грунта с водой (пульпу) из зоны разработки. Данный пункт учитывает полный цикл работ по установке, подключению и последующему демонтажу этих ключевых элементов системы.
• Разработка и выдача грунта. Это основной технологический процесс, выполняемый с использованием гидромониторов, которые размывают грунт мощной струей воды. Полученная пульпа затем транспортируется на поверхность с помощью землесосов или гидроэлеваторов. Эффективность этого процесса напрямую зависит от физико-механических свойств грунта.
• Посадка колодца. Контролируемое опускание колодца происходит под действием собственного веса по мере удаления грунта из-под его ножевой части. Этот процесс требует постоянного мониторинга и регулирования, чтобы обеспечить равномерное и вертикальное погружение конструкции.
• Предупреждение и устранение перекосов. Опускание колодцев является сложным и ответственным процессом, сопряженным с риском перекосов. Данный пункт включает комплекс мер, направленных на обеспечение равномерного опускания конструкции и оперативное устранение любых отклонений от проектного положения. Это может включать регулирование интенсивности разработки грунта под ножом, применение домкратов или других корректирующих воздействий.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-02-007-02 учитывает расход следующих материальных ресурсов, необходимых для обеспечения процесса гидромеханизации и вспомогательных работ на 100 м3 разработанного грунта:

• Болты с гайками и шайбами строительные: 0.02 кг. Используются для надежного крепления различных элементов временных и постоянных конструкций, а также соединений трубопроводов.
• Гвозди строительные: 0.003 т. Применяются для временных креплений, устройства опалубки, настилов и других вспомогательных деревянных конструкций.
• Пластины резиновые рулонная вулканизированная: 0.01 кг. Могут использоваться для создания уплотнений, прокладок в системе водоводов и пульповодов, обеспечивая герметичность соединений.
• Поковки из квадратных заготовок, масса 1,5-4,5 кг: 0.003 т. Предназначены для изготовления или ремонта отдельных металлических элементов, подверженных значительным нагрузкам в процессе работы.
• Лесоматериалы круглые хвойных пород неокоренные, длина 3-6,5 м, диаметр 14-24 см, сорт II-III: 0.24 м3. Используются для устройства подкладок под колодец, временных опор, элементов крепления и других вспомогательных деревянных конструкций.
• Доска обрезная лиственных пород (береза), естественной влажности, длина 4-6,5 м, все ширины, толщина 25, 32, 40 мм, сорт III: 0.48 м3. Применяется для изготовления опалубки, настилов, временных площадок и других вспомогательных элементов.
• Задвижка параллельная с выдвижным шпинделем 30ч6бр, присоединение к трубопроводу фланцевое, номинальное давление 1,0 МПа, номинальный диаметр 200 мм: 0.03 шт. Необходима для регулирования потоков воды и пульпы в системе гидромеханизации, позволяя контролировать процесс разработки грунта.
• Трубы стальные электросварные прямошовные из стали марок Ст2, 10, наружный диаметр 219 мм, толщина стенки 8 мм: 0.16 м. Являются основным элементом для создания пульповодов и водоводов, по которым перемещаются вода и грунтовая пульпа.
• Фланец стальной плоский приварной, марка стали 20, температурный предел применения от -30 °C до +300 °C, номинальное давление 1,0 МПа, номинальный диаметр 200 мм: 0.06 шт. Используются для надежного фланцевого соединения участков трубопроводов и арматуры в системе гидромеханизации.

Машины и оборудование

Для выполнения работ по данной норме предусмотрено использование следующей строительной техники и оборудования на 100 м3 разработанного грунта:

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.21 маш.-ч. Применяются для монтажных и демонтажных работ, подъема и перемещения элементов оборудования, материалов и вспомогательных конструкций.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.16 маш.-ч. Используются для подвоза необходимых материалов, инструментов, а также для вывоза мелкого оборудования и отходов.
• Насосы, производительность 25 м3/ч, напор 15м, мощность 2,8 кВт: 0.09 маш.-ч. Вспомогательные насосы, которые могут использоваться для подачи воды, откачки дренажных вод или других вспомогательных гидравлических операций.
• Гидромониторно-насосные установки дизельные стационарные, производительность 700 м3/ч, напор 80 м: 6.34 маш.-ч. Это основное технологическое оборудование, обеспечивающее размыв грунта мощной струей воды и создание пульпы для последующей транспортировки. Их высокая производительность и напор критически важны для эффективной гидромеханизации.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей по норме ГЭСН 05-02-007-02 составляют 46 чел.-ч на каждые 100 м3 разработанного и выданного грунта. Средний разряд работы, учтенный в норме, составляет 5,5. Это указывает на необходимость привлечения высококвалифицированных специалистов для выполнения данного вида работ, способных управлять сложным гидромеханизированным оборудованием и контролировать процесс опускания колодца.

Требования к квалификации

Высокий средний разряд работы (5,5) подчеркивает сложность и ответственность процесса опускания колодцев методом гидромеханизации. Рабочие должны обладать глубокими знаниями в области гидромеханизированных земляных работ, уметь работать с гидромониторно-насосными установками, контролировать процесс размыва и транспортировки грунта, а также оперативно реагировать на возможные перекосы колодца. Требуется опыт работы с крупногабаритными конструкциями, знание принципов гидравлики и правил техники безопасности при работе с водой под высоким давлением и тяжелым оборудованием. Кроме того, необходимы навыки по монтажу и демонтажу трубопроводных систем и вспомогательных конструкций.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет объемов работ по ГЭСН 05-02-007-02 производится на 100 м3 грунта, пройденного наружной кромкой ножа колодца. Это ключевой момент, отличающий расчет от традиционных земляных работ.

1. Определение площади колодца: Необходимо точно определить площадь колодца по наружной кромке его ножевой части. Эта информация содержится в проектной документации.
2. Определение глубины опускания: Глубина опускания колодца измеряется как разница между проектными отметками нижней кромки ножа до и после опускания. Важно учитывать именно проектную глубину погружения.
3. Расчет объема грунта: Объем грунта, пройденного при опускании колодца, исчисляется как произведение площади колодца по наружной кромке ножа на глубину опускания. Например, для круглого колодца это будет π * (D/2)^2 * H, где D — наружный диаметр ножа, H — глубина опускания.
4. Приведение к единице измерения нормы: Полученный общий объем грунта в кубических метрах делится на 100, чтобы получить количество единиц измерения нормы (100 м3). Например, если объем составил 6000 м3, то количество единиц нормы будет 6000 / 100 = 60.
5. Применение нормы: Полученное количество единиц умножается на ресурсные показатели, указанные в норме (трудозатраты, машино-часы, расход материалов), для определения общей потребности в ресурсах для данного объема работ.

Примеры использования

Норма 05-02-007-02 применяется при строительстве крупных подземных сооружений в сложных гидрогеологических условиях, где традиционные методы разработки грунта менее эффективны или экономически нецелесообразны. Типичные объекты применения включают:

• Глубокие насосные станции и водозаборы: Часто располагаются в обводненных грунтах, где гидромеханизация позволяет эффективно разрабатывать грунт под водой.
• Опоры мостов и эстакад: Особенно при возведении опор в руслах рек или на пойменных участках, где требуется глубокое заложение фундаментов.
• Шахтные стволы и коллекторы большого диаметра: При строительстве глубоких подземных коммуникаций, где необходима разработка больших объемов грунта.
• Фундаменты глубокого заложения для высотных зданий: В условиях плотной городской застройки и при наличии высоких грунтовых вод, где опускные колодцы обеспечивают надежное основание.

Пример расчета: Предположим, требуется опустить железобетонный колодец круглой формы с наружным диаметром ножа 20 м на проектную глубину 15 м. Площадь колодца по наружной кромке ножа составит: S = π * (10 м)^2 = 314.16 м2. Объем грунта, пройденного ножом, будет: V = S * H = 314.16 м2 * 15 м = 4712.4 м3. Количество единиц нормы составит: 4712.4 м3 / 100 м3 = 47.124. Соответственно, все ресурсные показатели нормы (трудозатраты, машино-часы, расход материалов) умножаются на 47.124 для получения общей потребности в ресурсах.

Особенности и ограничения

Применение гидромеханизации для опускания колодцев имеет свои особенности и ограничения, которые необходимо учитывать при сметном нормировании и планировании работ:

• Гидрогеологические условия: Метод гидромеханизации наиболее эффективен в легкоразмываемых и быстроосушаемых грунтах, таких как пески (гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие) и супеси. При наличии значительного количества гравия (более 40%) или плотных глинистых включений эффективность метода существенно снижается, что может привести к увеличению затрат и сроков.
• Наличие воды и электроэнергии: Для успешного применения гидромеханизации необходимо наличие достаточного количества воды вблизи объекта строительства, а также возможность эффективного сброса пульпы (смеси грунта с водой) после ее транспортировки. Кроме того, стройплощадка должна быть обеспечена достаточным количеством электроэнергии для работы мощных насосных установок и гидромониторов.
• Масштабность работ: Гидромеханизация экономически целесообразна только на крупных объектах с годовым объемом земляных работ свыше 100 тыс. м3. Это связано с высокими капитальными затратами на приобретение или аренду специализированного и дорогостоящего оборудования (земснаряды, гидромониторно-насосные установки), которое не может быть эффективно использовано на мелких объектах.
• Условия производства работ: Норма ГЭСН 05-02-007-02 отражает среднеотраслевые затраты при нормальных условиях производства работ. При работе в стесненных условиях (например, вблизи существующих коммуникаций, зданий, в условиях плотной городской застройки), а также при выполнении работ по реконструкции или капитальному ремонту, могут применяться повышающие коэффициенты к нормам затрат труда и эксплуатации машин. Согласно пункту 4.7 Методики определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации (МДС 81-35.2004), при ремонте и реконструкции зданий и сооружений к нормам затрат труда применяется коэффициент 1,15, а к нормам времени эксплуатации строительных машин — 1,25. Эти коэффициенты компенсируют косвенные затраты и потери, связанные с особенностями ремонтных работ (например, малообъемность, снижение годового режима работы машин).

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный расчет объема работ. Одна из наиболее распространенных ошибок — это расчет объема грунта по внутреннему диаметру колодца или без учета фактической глубины опускания. Это приводит к занижению или завышению сметной стоимости. Как избежать: Всегда используйте площадь колодца по наружной кромке ножа и проектную глубину опускания, как это предусмотрено методикой расчета.
2. Игнорирование свойств грунта. Применение гидромеханизации в грунтах, не подходящих для этого метода (например, в плотных глинах, скальных грунтах или грунтах с большим содержанием крупных включений), приведет к значительному снижению эффективности, перерасходу ресурсов и увеличению сроков работ. Как избежать: Тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и выбирайте метод разработки грунта строго в соответствии с его физико-механическими свойствами и рекомендациями специалистов.
3. Неучет водоотлива/водопонижения. Хотя гидромеханизация позволяет работать в обводненных грунтах, в некоторых случаях может потребоваться дополнительный водоотлив или водопонижение для других целей (например, для устройства днища колодца "насухо" или для защиты прилегающих территорий), которые не учтены данной нормой. Как избежать: Внимательно анализируйте гидрогеологические условия всего строительного участка и при необходимости включайте дополнительные нормы на водоотлив (например, из Сборника ГЭСН-2001-01 "Земляные работы", таблица 01-02-068 для малых котлованов).
4. Неправильное применение коэффициентов. При выполнении работ по капитальному ремонту или реконструкции зданий и сооружений, аналогичных процессам в новом строительстве, к нормам ГЭСН на строительные работы применяются повышающие коэффициенты: 1,15 к затратам труда и 1,25 к эксплуатации машин (согласно п. 4.7 МДС 81-35.2004). Ошибка может заключаться в их неприменении или неверном применении. Как избежать: Всегда проверяйте тип строительства (новое строительство, ремонт, реконструкция) и применяйте соответствующие коэффициенты, а также учитывайте возможность совместного применения с коэффициентами на стесненные условия производства работ.

Практические советы

• Детальное изучение проекта производства работ (ППР). ППР является основным документом, определяющим технологию и организацию работ. Он должен содержать обоснование выбора метода опускания колодца, схемы разработки грунта, меры по предупреждению перекосов и обеспечению безопасности. Тщательное следование ППР минимизирует риски и оптимизирует процесс.
• Постоянный геодезический контроль. Непрерывный геодезический контроль за вертикальностью и равномерностью опускания колодца критически важен для своевременного выявления и устранения любых отклонений от проектного положения. Это позволяет избежать дорогостоящих корректировок и обеспечить качество сооружения.
• Применение тиксотропной рубашки. Для уменьшения сил трения по наружной поверхности стен колодца, особенно в плотных грунтах, рекомендуется применять способ опускания в тиксотропной рубашке из глинистого раствора (суспензии). Это значительно облегчает процесс погружения, снижает необходимые усилия и позволяет уменьшить толщину стен колодцев, что ведет к экономии материалов.
• Оптимизация логистики. Эффективная организация транспортировки материалов к месту работ и вывоза пульпы (или ее утилизации) существенно влияет на общую стоимость и сроки выполнения работ. Планируйте маршруты, места складирования и сброса пульпы заранее.
• Контроль качества грунта. Регулярный контроль физико-механических свойств грунта в процессе разработки позволит оперативно корректировать параметры работы гидромеханизированного оборудования и предотвращать снижение эффективности.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-02-007-02 сметчикам могут быть полезны следующие связанные нормы, которые описывают аналогичные или сопутствующие виды работ:

• Опускание колодцев с разработкой грунта: способом гидромеханизации, площадь свыше 300 м2, глубина до 10 м: Эта норма применяется для аналогичных работ по опусканию колодцев гидромеханизацией, но при меньшей глубине погружения (до 10 м). Важно правильно выбрать норму в зависимости от проектной глубины.
• Опускание колодцев с разработкой грунта: краном с грейфером, площадь до 100 м2, группа грунтов 1: Используется для опускания колодцев с разработкой грунта с применением крана с грейфером. Это альтернативный метод, который может быть более подходящим для меньших площадей колодцев и определенных типов грунтов.
• Опускание железобетонных колодцев с разработкой грунта экскаватором и выдачей грунта башенным краном: Описывает опускание колодцев другим механизированным способом, где грунт разрабатывается экскаватором внутри колодца и выдается башенным краном.
• Возведение конструкций стен и ножа монолитных железобетонных опускных колодцев: Данная норма относится к возведению самой конструкции колодца (стен и ножевой части), а не к процессу его опускания. Она применяется на предшествующих этапах строительства опускного колодца.
• Разработка грунта в отвал экскаваторами "драглайн": Общие нормы на земляные работы, которые могут быть применимы для сопутствующих задач, например, при подготовке площадки или устройстве зумпфов для сбора пульпы.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и безопасности работ при опускании колодцев по ГЭСН 05-02-007-02 необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Геодезический контроль: Постоянный и точный геодезический контроль за положением колодца (вертикальность, плановое положение) в процессе опускания. Это позволяет оперативно выявлять и корректировать любые перекосы, предотвращая деформации конструкции и возможные аварии.
• Контроль за составом пульпы: Мониторинг концентрации грунта в пульпе и ее плотности. Оптимальный состав пульпы обеспечивает эффективную работу гидромеханизированного оборудования и предотвращает заиливание пульповодов.
• Состояние оборудования: Регулярная проверка технического состояния и своевременное обслуживание гидромониторно-насосных установок, насосов, трубопроводов и другого оборудования. Неисправности могут привести к простоям, авариям и значительному увеличению затрат.
• Экологические требования: Строгое соблюдение экологических норм и правил по сбросу пульпы и утилизации разработанного грунта. Это особенно важно в обводненных районах и при работе вблизи водоемов. Необходимо иметь разрешения на сброс и утилизацию, а также контролировать качество сбрасываемой воды.
• Безопасность работ: Обеспечение строжайшего соблюдения правил техники безопасности при работе с водой под высоким давлением, тяжелым оборудованием и в условиях обводненных выемок. Разработка и строгое следование плану производства работ (ППР) с акцентом на безопасность.