ГЭСН 05-03-001-02: Цементация грунтов нисходящим способом

Введение

Норма ГЭСН 05-03-001-02 относится к разделу 05-03-001 "Цементация грунтов" и регламентирует работы по цементации грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка до 400 кг на 1 метр цементируемой части скважины. Цементация грунтов — это инженерный метод укрепления грунтового массива, направленный на повышение его прочности, устойчивости и водонепроницаемости. Процесс заключается в нагнетании под давлением через пробуренные скважины цементных, цементно-песчаных или цементно-глинистых растворов, которые заполняют трещины, пустоты и поры в грунте, тем самым ликвидируя или значительно сокращая водоприток и предотвращая деформации.

Данный способ наиболее эффективен для трещиноватых скальных грунтов, валунно-галечниковых отложений и гравелистых грунтов, где скорость движения грунтовых вод не превышает 300 м/сут. Норма применяется для определения потребности в ресурсах (трудозатраты рабочих, время эксплуатации машин и механизмов, материальные ресурсы) при выполнении работ по цементации. Измерителем нормы является 100 м цементируемой части скважины.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-001-02 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения цементации грунтов нисходящим способом. Состав работ выглядит следующим образом:

1. Установка нагнетателя в скважину. Подготовка оборудования для подачи цементного раствора.
2. Присоединение нагнетательной линии. Подключение трубопроводов для подачи раствора.
3. Промывка скважины и гидравлическое опробование. Очистка скважины и проверка ее герметичности и водопоглощения перед инъекцией.
4. Приготовление раствора. Смешивание компонентов цементного раствора.
5. Нагнетание раствора в скважину. Подача цементного раствора под давлением в грунтовый массив.
6. Заделка мест выхода раствора на поверхность. Устранение утечек раствора для обеспечения эффективности цементации.
7. Извлечение и перестановка нагнетателя. Перемещение оборудования для работы на следующем участке скважины или в другой скважине.
8. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Очистка системы для предотвращения затвердевания раствора и обеспечения дальнейшей работоспособности.
9. Перемещение нагнетательной линии. Перестановка трубопроводов для продолжения работ.

Важно отметить, что нисходящий способ цементации предполагает последовательное бурение и нагнетание раствора участками сверху вниз. После цементации одной зоны скважина заполняется цементным камнем, который затем разбуривается для углубления скважины и цементации следующей зоны.

Материалы и ресурсы

В норме ГЭСН 05-03-001-02 учтены следующие основные материалы и ресурсы, необходимые для выполнения работ:

• Машины и механизмы:
• Установки буровые на автомобильном ходу, глубина бурения до 200 м, грузоподъемность 2,5 т: 13.39 маш.-ч.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.26 маш.-ч.
• Лебедки электрические тяговым усилием до 31,39 кН (3,2 т): 8.55 маш.-ч.
• Установки цементационные автоматизированные, производительность 15 м3/ч: 70 маш.-ч.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.66 маш.-ч.
• Вспомогательные материалы:
• Болты с гайками и шайбами строительные: 3 кг.
• Рукав резинотканевый напорный для воды давлением 1 МПа (10 кгс/см2), внутренний диаметр 32 мм: 1.4 м.
• Брус обрезной хвойных пород (ель, сосна), естественной влажности, длина 2-6,5 м, ширина 100 и более мм, толщина 100 и более мм, сорт III: 1.927 м3.
• Головки нагнетателя: 0.033 кг.
• Ниппель латунный, диаметр условного прохода 40 мм: 1.18 кг.
• Ниппель латунный, диаметр условного прохода 50 мм: 1.14 кг.
• Втулки полипропиленовые, диаметр 42 мм: 0.3 1000 шт.
• Компенсатор стартовый сильфонный, диаметр 80 мм: 0.008 шт.
• Трубы стальные бесшовные обсадные под сварку утяжеленные, наружный диаметр 73 мм, толщина стенки 16 мм: 0.08 м.
• Трубы бурильные из стали группы Д с высаженными внутрь концами и муфты к ним, наружный диаметр 73 мм, толщина стенки 7 мм: 0.16 м.
• Штуцер для стальных трубопроводов, длина 200 мм: 1.4 шт.

Важно отметить, что в данной норме расход основных компонентов цементного раствора, таких как цемент, песок и вода, не учтен напрямую в приведенном списке материалов с конкретными значениями. Это связано с тем, что их фактическое поглощение зависит от конкретных инженерно-геологических условий объекта и определяется проектной документацией или соответствующими приложениями к сметным нормативам (например, Приложение 5.5 к ГЭСН 81-02-05-2022).

Трудозатраты и время выполнения

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-03-001-02 предусмотрены следующие трудозатраты:

• Затраты труда рабочих-строителей: 191 чел.-ч при среднем разряде работы 4,1.
• Затраты труда машинистов: 85,75 чел.-ч (эти затраты справочные и учтены в стоимости эксплуатации машин).

Общие трудозатраты на 100 м цементируемой части скважины составляют 191 чел.-ч для рабочих-строителей и 85,75 чел.-ч для машинистов.

Требования к квалификации

Работы по цементации грунтов требуют высокой квалификации персонала, особенно при работе с буровым и нагнетательным оборудованием. Средний разряд рабочих-строителей, предусмотренный нормой, составляет 4,1, что указывает на необходимость наличия у исполнителей соответствующих знаний и опыта в области буровых и инъекционных работ, а также умения работать со специализированным оборудованием и цементными растворами.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение нормы ГЭСН 05-03-001-02 в сметной документации требует последовательного подхода:

1. Определение объема работ: Прежде всего, необходимо точно определить объем цементации в метрах цементируемой части скважин согласно проектной документации. Единица измерения нормы — 100 м цементируемой части скважины.
2. Выбор нормы: Убедитесь, что поглощение цемента и песка на 1 метр цементируемой части скважины соответствует диапазону "до 400 кг", указанному в наименовании нормы 05-03-001-02. Если поглощение иное, следует выбрать соответствующую норму из таблицы ГЭСН 05-03-001 (например, до 200 кг или до 800 кг).
3. Расчет прямых затрат: Умножьте нормативные показатели по трудозатратам рабочих, времени эксплуатации машин и расходу материалов на объем работ, выраженный в единицах измерения нормы (100 м).
4. Учет неучтенных ресурсов: Отдельно учтите расход цемента, песка и воды, необходимых для приготовления цементационного раствора. Эти затраты не включены напрямую в данную норму и определяются по проектным данным или соответствующим приложениям к сметным нормативам (например, Приложение 5.5 к ГЭСН 81-02-05-2022). Также, если проектом предусмотрены активные добавки, их стоимость учитывается дополнительно.
5. Дополнительные затраты:

• Бурение скважин: Затраты на бурение скважин для цементации определяются по нормам сборника ГЭСН 4 "Скважины".
• Повторное нагнетание: Если требуется повторное нагнетание раствора в ту же зону, затраты труда и механизмов определяются по нормам данного раздела, при этом необходимость повторного нагнетания должна быть подтверждена соответствующим актом.
• Перекачка раствора: Если цементация проводится двумя последовательно расположенными нагнетательными установками с промежуточной перекачкой раствора, к нормам эксплуатации машин применяются повышающие коэффициенты, указанные в Приложении 5.12 к ГЭСН 81-02-05-2022.

6. Применение индексов пересчета: Для перевода прямых затрат в текущие цены необходимо применить соответствующие индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России.

Примеры использования

Пример 1: Расчет для 500 метров цементации. Предположим, необходимо выполнить цементацию грунтов нисходящим способом на участке протяженностью 500 метров цементируемой части скважин, при поглощении цемента и песка до 400 кг на 1 метр.

• Объем работ в единицах нормы: 500 м / 100 м = 5 единиц.
• Трудозатраты рабочих-строителей: 191 чел.-ч/100 м * 5 = 955 чел.-ч.
• Время эксплуатации буровых установок: 13.39 маш.-ч/100 м * 5 = 66.95 маш.-ч.
• И так далее для всех ресурсов, учтенных в норме.
• Дополнительно рассчитываются затраты на цемент, песок, воду и бурение скважин согласно проекту.

Особенности и ограничения

• Поглощение цемента и песка: Ключевой параметр нормы — поглощение цемента и песка до 400 кг на 1 метр цементируемой части скважины. Точное определение этого показателя критично для выбора правильной нормы.
• Единица измерения: Норма составлена на 100 м цементируемой части скважины, а не на 100 м пробуренной скважины в целом. Это важно учитывать при расчетах.
• Неучтенные затраты: Норма не учитывает затраты на активные добавки к раствору, а также на бурение скважин и ликвидацию скважин. Эти затраты должны быть учтены дополнительно.
• Условия применения: Цементация грунтов наиболее эффективна в трещиноватых скальных и крупнообломочных грунтах. Метод не рекомендуется для водоносных грунтов с высокой скоростью течения воды.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы по поглощению: Одна из самых распространенных ошибок — применение нормы 05-03-001-02 при поглощении цемента и песка, выходящем за пределы "до 400 кг". Всегда сверяйтесь с проектными данными по фактическому или расчетному поглощению.
2. Игнорирование единицы измерения: Расчет объема работ не на 100 м цементируемой части скважины, а на общую длину скважины или другие некорректные единицы. Это приводит к существенным ошибкам в смете.
3. Неучет бурения скважин: Забывают включить в смету затраты на бурение скважин, которые нормируются отдельно по сборнику ГЭСН 4 "Скважины".
4. Неучет основных материалов раствора: Ошибочное предположение, что цемент, песок и вода для раствора включены в норму с нулевым расходом. Необходимо всегда определять их расход по проектной документации или соответствующим приложениям.
5. Игнорирование повторных нагнетаний: Неучет затрат на повторное нагнетание раствора, если оно требуется по технологии или акту.
6. Неприменение коэффициентов: Отсутствие повышающих коэффициентов при использовании двух нагнетательных установок с промежуточной перекачкой раствора.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Всегда начинайте с тщательного изучения проектной документации, особенно разделов, касающихся инженерно-геологических изысканий и технологии цементации. Это позволит точно определить тип грунтов, ожидаемое поглощение раствора и необходимость применения активных добавок.
• Взаимодействие с технологами: При возникновении вопросов по технологии или ожидаемому поглощению, консультируйтесь с инженерами-технологами или специалистами, ответственными за выполнение работ.
• Использование актуальных нормативов: Убедитесь, что используете актуальную редакцию ГЭСН и соответствующие методические указания по их применению.
• Проверка поглощения: Если фактическое поглощение цемента и песка отличается от предусмотренного нормой, необходимо обосновать применение другой нормы или корректировку.
• Документальное подтверждение: Всегда имейте документальное подтверждение необходимости повторного нагнетания или применения повышающих коэффициентов (акты, предписания).

Связанные нормы

Норма ГЭСН 05-03-001-02 является частью таблицы 05-03-001 "Цементация грунтов" Сборника ГЭСН 05 "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов". В этой таблице представлены нормы на цементацию грунтов как нисходящим, так и восходящим способом, дифференцированные по объему поглощения цемента и песка на 1 метр цементируемой части скважины:

• Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка: до 200 кг
• Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка: до 800 кг
• Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка: до 1200 кг
• Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка: до 2000 кг
• Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка: на каждую 1000 свыше 2000 кг добавлять к норме 05-03-001-05
• Цементация грунтов восходящим способом при поглощении цемента и песка: до 200 кг
• Цементация грунтов восходящим способом при поглощении цемента и песка: до 400 кг

Кроме того, для полного расчета стоимости работ по цементации необходимо учитывать нормы из других сборников ГЭСН, в частности:

• Сборник ГЭСН 4 "Скважины" для определения затрат на бурение скважин.
• Нормы на ликвидацию скважин (Приложение 5.6 к ГЭСН 81-02-05-2022).

Контрольные моменты

• Проектная документация: Соответствие объемов и технологии работ проектным решениям.
• Фактическое поглощение: Контроль фактического поглощения цемента и песка для подтверждения правильности выбранной нормы.
• Акты на скрытые работы: Оформление актов на скрытые работы, подтверждающих объемы цементации и, при необходимости, повторное нагнетание.
• Качество раствора: Контроль качества приготовления цементного раствора и его соответствия проектным требованиям.
• Оборудование: Проверка соответствия используемого оборудования требованиям технологии и нормам.