ГЭСН 05-03-004-02: Силикатизация с активизацией

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-004-02 является важным инструментом для сметчиков, специализирующихся на работах по закреплению грунтов. Данная норма регламентирует процесс "Силикатизация: однорастворная с предварительной активизацией" и относится к группе работ по силикатизации грунтов. Основное назначение силикатизации – повышение прочности, устойчивости и водонепроницаемости грунтов путем инъекции специальных растворов.

Силикатизация представляет собой химическое закрепление грунта растворами на основе силиката натрия (жидкого стекла) в режиме пропитки. Этот метод применяется для стабилизации различных типов грунтов, включая мелкие и пылеватые пески, плывуны, а также просадочные лёссовые грунты. Норма 05-03-004-02 учитывает специфику однорастворного метода, который подразумевает нагнетание одного гелеобразующего раствора, содержащего как крепитель (силикат натрия), так и отвердитель. Ключевой особенностью данной нормы является "предварительная активизация", что отличает ее от нормы однорастворной силикатизации без предварительной активизации. Предварительная активизация, как правило, подразумевает дополнительные этапы подготовки раствора или грунта, направленные на оптимизацию процесса гелеобразования и улучшение конечных характеристик закрепленного массива. Это может включать регулирование pH раствора, добавление катализаторов или другие технологические приемы, что в конечном итоге влияет на трудозатраты и расход ресурсов.

Единицей измерения для данной нормы является 1 м3 закрепляемого грунта. ГЭСН 05-03-004-02, как и другие ГЭСН, отражает среднеотраслевые затраты на эксплуатацию строительных машин и механизмов, технологию и организацию строительных работ, и является обязательной для применения при составлении смет, финансируемых за счет средств государственного бюджета.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-004-02 включает в себя полный комплекс работ, необходимых для выполнения однорастворной силикатизации грунта с предварительной активизацией. Согласно официальным источникам, состав работ включает следующие основные операции:

1. Приготовление растворов. Этот этап является критически важным, особенно с учетом "предварительной активизации". Он включает дозирование и смешивание компонентов – силиката натрия, отвердителя и, возможно, других добавок, которые обеспечивают необходимую реакционную способность и время гелеобразования. Предварительная активизация может потребовать более точного контроля температуры, концентрации или последовательности добавления реагентов для достижения оптимальных свойств раствора перед нагнетанием. Для приготовления растворов используются стационарные растворосмесители различного объема.
2. Нагнетание растворов через инъектор. Подготовленный раствор подается в грунт через специальные инъекторы, которые погружаются в массив закрепляемого грунта. Нагнетание осуществляется под давлением, обеспечивая пропитку грунта раствором. Этот процесс требует контроля давления и расхода раствора для равномерного распределения и эффективного закрепления грунта. Для нагнетания используются буровые насосы и электронасосные агрегаты.
3. Промывка оборудования водой. После завершения нагнетания необходимо тщательно промыть все используемое оборудование (растворосмесители, насосы, инъекторы, шланги) водой, чтобы предотвратить застывание раствора и обеспечить готовность оборудования к дальнейшей работе. Это важный этап для поддержания работоспособности и продления срока службы техники.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-03-004-02 требуются определенные материальные ресурсы и оборудование. Важно отметить, что ГЭСН содержит нормы расхода ресурсов, а не их стоимость в рублях.

Материалы:

• Вода: В данной норме расход воды указан как 0 м3. [Входные данные] Это не означает, что вода не используется. Напротив, вода является основным компонентом для приготовления растворов силиката натрия и отвердителей, а также необходима для промывки оборудования. Нулевое значение может указывать на то, что ее расход не нормируется в данной позиции отдельно, либо учитывается в составе других комплексных затрат, или же предполагается ее наличие на объекте без прямого отнесения к объему закрепляемого грунта.
• Реактивы: Входные данные указывают "Реактивы: 0 ч", что является некорректным обозначением для материалов и их количества. Фактически, для силикатизации требуются химические реагенты, такие как силикат натрия (жидкое стекло) и различные отвердители (например, хлористый кальций, ортофосфорная кислота, алюминат натрия). Их конкретный состав и расход определяются проектом производства работ и технологическими картами, исходя из типа грунта, требуемых характеристик закрепления и метода активизации. В рамках данной ГЭСН их расход не нормируется, что означает необходимость отдельного учета этих затрат в смете на основании проектных данных.

Машины и оборудование:

В норме учтены следующие виды машин и оборудования, необходимые для выполнения работ по силикатизации: [Входные данные]

• Растворосмесители стационарные для приготовления водоцементных и других растворов, объем емкости 350 л: Используются для приготовления небольших объемов растворов или для смешивания отдельных компонентов с высокой точностью. [Входные данные]
• Растворосмесители стационарные для приготовления водоцементных и других растворов, объем емкости 2000 л: Применяются для приготовления больших объемов рабочих растворов, что актуально при значительных объемах закрепления грунта. [Входные данные]
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: Используются для транспортировки материалов, оборудования и персонала на строительной площадке. [Входные данные]
• Насосы буровые для нагнетания промывочной жидкости, подача 0,9-7,2 м3/ч, напор 400-200 м: Применяются для подачи промывочной жидкости в скважины или для других вспомогательных операций, связанных с инъекцией. [Входные данные]
• Агрегаты электронасосные с регулированием подачи вручную для нейтральных жидкостей и суспензий, подача до 1000 м3/ч, напор 100 м: Основное оборудование для нагнетания гелеобразующего раствора в грунт через инъекторы. [Входные данные]

Общие машино-часы по норме ГЭСН 05-03-004-02 составляют 0.38 маш.-ч на 1 м3 закрепляемого грунта.

Трудозатраты и время выполнения

Трудозатраты по норме ГЭСН 05-03-004-02 составляют 6.12 человеко-часов (чел.-ч) на 1 м3 закрепляемого грунта. Средний разряд работы, предусмотренный нормой, составляет 3.7. [Входные данные] Это указывает на то, что для выполнения работ требуется квалифицированный персонал, способный выполнять операции по приготовлению сложных растворов, работе с инъекционным оборудованием и контролю процесса.

Время выполнения работ напрямую зависит от объема закрепляемого грунта, производительности используемого оборудования и организации рабочего процесса. Нормативные трудозатраты позволяют рассчитать необходимое количество рабочих и продолжительность выполнения работ для конкретного объема.

Требования к квалификации

Учитывая средний разряд работы 3.7, персонал, задействованный в силикатизации, должен обладать соответствующими знаниями и навыками. Это включает:

• Знание технологии приготовления растворов, включая особенности предварительной активизации и контроля их свойств.
• Навыки работы с инъекционным оборудованием, включая его настройку, эксплуатацию и обслуживание.
• Понимание принципов закрепления грунтов и умение реагировать на изменяющиеся условия на объекте.
• Соблюдение требований безопасности при работе с химическими реагентами и оборудованием под давлением.

Технологические особенности предварительной активизации

Предварительная активизация в однорастворной силикатизации направлена на ускорение или оптимизацию процесса гелеобразования раствора силиката натрия. Это может быть достигнуто различными способами:

• Регулирование pH: Изменение кислотности или щелочности раствора может значительно влиять на скорость и полноту реакции гелеобразования.
• Добавление катализаторов: Введение небольших количеств определенных химических веществ может ускорить реакцию между силикатом натрия и отвердителем.
• Температурный режим: Поддержание определенной температуры раствора может способствовать более эффективной активизации и гелеобразованию.
• Механическое воздействие: В некоторых случаях, интенсивное перемешивание или другие механические воздействия могут способствовать активизации раствора.

Эти дополнительные операции требуют более тщательного контроля и, как следствие, увеличивают трудозатраты и расход машинного времени по сравнению с силикатизацией без предварительной активизации (например, ГЭСН 05-03-004-01), что отражено в более высоких нормах затрат для 05-03-004-02.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения ГЭСН 05-03-004-02 в сметных расчетах необходимо следовать определенному алгоритму:

1. Определение объема закрепляемого грунта: Первым шагом является точное определение объема грунта, который подлежит силикатизации, в м3. Этот объем должен быть обоснован проектной документацией, геологическими изысканиями и расчетами, учитывающими условный радиус закрепления вокруг инъекторов (обычно 0.3-1 м).
2. Применение нормы: Умножьте объем закрепляемого грунта на нормативные показатели, указанные в ГЭСН 05-03-004-02:

• Трудозатраты рабочих-строителей: Объем (м3) × 6.12 чел.-ч/м3.
• Машино-часы: Объем (м3) × 0.38 маш.-ч/м3.
• Материалы: Для воды и реактивов, поскольку их расход не нормируется в данной позиции, необходимо использовать проектные данные или данные из технологических карт. Если таких данных нет, следует запросить их у проектировщиков или технологов. В смете эти материалы будут учтены отдельными позициями на основании фактического или расчетного расхода.

3. Учет текущих цен: Полученные ресурсные показатели (чел.-ч, маш.-ч, объемы материалов) переводятся в стоимостное выражение с использованием текущих цен на труд, эксплуатацию машин и материалы. Для этого применяются индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России, или текущие отпускные цены поставщиков. Важно использовать актуальные индексы, соответствующие редакции ГЭСН (например, ГЭСН-2001, ГЭСН-2020, ГЭСН-2022).
4. Дополнительные затраты: Помимо прямых затрат, необходимо учесть накладные расходы и сметную прибыль, которые рассчитываются в соответствии с действующими методическими указаниями по определению сметной стоимости строительства.
5. Сопутствующие работы: Не забудьте включить в смету сопутствующие работы, которые не учтены данной нормой, но необходимы для выполнения силикатизации. Это может быть бурение скважин для инъекторов, устройство временных дорог, водоотлив, геодезические работы и т.д. Эти работы нормируются по соответствующим ГЭСН других сборников.

Примеры использования

Пример 1: Закрепление песчаного основания под фундамент

Предположим, необходимо закрепить 50 м3 мелкого песка под подошвой существующего фундамента методом однорастворной силикатизации с предварительной активизацией.

• Трудозатраты: 50 м3 × 6.12 чел.-ч/м3 = 306 чел.-ч.
• Машино-часы: 50 м3 × 0.38 маш.-ч/м3 = 19 маш.-ч.
• Материалы (примерные, по проекту): Допустим, по проекту требуется 150 кг силиката натрия и 50 кг отвердителя на 1 м3 закрепляемого грунта. Тогда общий расход составит 50 м3 × 150 кг/м3 = 7500 кг силиката натрия и 50 м3 × 50 кг/м3 = 2500 кг отвердителя. Эти материалы будут учтены отдельными позициями в смете.

Пример 2: Укрепление лёссовых грунтов для предотвращения просадок

Для укрепления 100 м3 просадочных лёссовых грунтов, имеющих природную влажность не более 0.7 и коэффициент фильтрации не менее 0.2 м/сут , применяется та же норма.

• Трудозатраты: 100 м3 × 6.12 чел.-ч/м3 = 612 чел.-ч.
• Машино-часы: 100 м3 × 0.38 маш.-ч/м3 = 38 маш.-ч.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Силикатизация наиболее эффективна для закрепления песчаных, пылеватых и лёссовых грунтов. Для глинистых грунтов или грунтов с очень низкой фильтрационной способностью этот метод может быть неэффективен или требовать значительных корректировок технологии. Грунты должны иметь природную степень влажности не более 0.7 и коэффициент фильтрации не менее 0.2 м/сут.
• Предварительная активизация: Необходимость предварительной активизации определяется свойствами грунта и требуемыми характеристиками закрепления. Она позволяет контролировать время гелеобразования и повышать прочность закрепленного массива. Отсутствие активизации или ее неправильное выполнение может привести к некачественному закреплению.
• Проектные решения: Норма ГЭСН 05-03-004-02 является базовой. Конкретные параметры (состав растворов, давление нагнетания, шаг инъекторов) должны быть определены в проекте производства работ (ППР) на основе инженерно-геологических изысканий и лабораторных испытаний.
• Контроль качества: Эффективность силикатизации должна подтверждаться контрольными испытаниями закрепленного грунта, например, полевыми методами определения характеристик прочности и деформируемости (ГОСТ 20276) или лабораторными испытаниями образцов (ГОСТ 30416).
• Температурный режим: Температура окружающей среды и грунта может влиять на скорость химических реакций. В условиях низких температур процесс гелеобразования может замедляться, что требует корректировки состава раствора или применения специальных добавок.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение объема закрепляемого грунта: Ошибка в исходных данных приводит к некорректным сметным расчетам.

• Как избежать: Тщательно изучайте проектную документацию, результаты инженерно-геологических изысканий и используйте точные методы расчета объемов. При необходимости привлекайте специалистов-геодезистов.

2. Игнорирование предварительной активизации: Если проектом предусмотрена активизация, но она не учтена в смете или выполнена неверно, это приведет к недостоверным затратам и возможному снижению качества работ.

• Как избежать: Всегда сверяйтесь с проектными решениями. Если в проекте указана "предварительная активизация", используйте именно ГЭСН 05-03-004-02, а не 05-03-004-01.

3. Неучет расхода химических реагентов: Поскольку ГЭСН 05-03-004-02 не нормирует расход реактивов, их отсутствие в смете является грубой ошибкой.

• Как избежать: Обязательно включайте в смету стоимость химических реагентов отдельными позициями, основываясь на проектных данных или технологических картах. Уточняйте у проектировщиков состав и концентрацию растворов.

4. Недооценка сопутствующих работ: Забытые работы, такие как бурение скважин, устройство инъекторов, водоотлив, могут значительно увеличить фактическую стоимость проекта.

• Как избежать: Внимательно анализируйте весь комплекс работ, необходимых для силикатизации. Используйте соответствующие ГЭСН для каждой сопутствующей операции.

5. Использование устаревших индексов пересчета: Применение неактуальных индексов приводит к искажению сметной стоимости.

• Как избежать: Регулярно обновляйте информацию об индексах пересчета, следите за приказами Минстроя России и используйте только действующие нормативы.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите раздел проекта, касающийся закрепления грунтов. Обратите внимание на тип грунта, требуемые характеристики закрепления, состав инъекционных растворов и технологию выполнения работ.
• Консультации с технологами: При возникновении вопросов по технологии предварительной активизации или составу растворов, не стесняйтесь обращаться к технологам или специалистам по химическому закреплению грунтов. Их опыт поможет избежать ошибок в расчетах.
• Учет специфики объекта: Каждый объект уникален. Учитывайте такие факторы, как стесненность условий, наличие подземных коммуникаций, особенности рельефа, которые могут повлиять на выбор оборудования и трудозатраты.
• Документирование: Ведите подробную документацию по всем расчетам, обоснованиям и принятым решениям. Это поможет при проверках и в случае возникновения спорных ситуаций.
• Мониторинг изменений в нормативах: Сметно-нормативная база регулярно обновляется. Следите за изменениями в ГЭСН, методических указаниях и индексах пересчета, чтобы ваши сметы всегда были актуальными.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 05-03-004-02 является частью более широкой группы норм по силикатизации и смолизации грунтов (Таблица ГЭСН 05-03-004).

• ГЭСН 05-03-004-01: Силикатизация: однорастворная без предварительной активизации. Применяется, когда технологический процесс не требует дополнительных этапов активизации раствора. Отличается меньшими трудозатратами (3.52 чел.-ч) и машино-часами (0.19 маш.-ч) по сравнению с 05-03-004-02.
• ГЭСН 05-03-004-03: Силикатизация: двухрастворная. Используется, когда в грунт последовательно нагнетаются два разных раствора – крепитель и отвердитель.
• ГЭСН 05-03-004-04: Силикатизация: газовая без предварительной активизации.
• ГЭСН 05-03-004-05: Силикатизация: газовая с предварительной активизацией.
• ГЭСН 05-03-004-06: Силикатизация: лессовых грунтов. Специализированная норма для закрепления просадочных лёссовых грунтов.
• ГЭСН 05-03-004-07: Смолизация: без предварительной активизации. Относится к смолизации – закреплению грунтов на основе карбамидных смол.
• ГЭСН 05-03-004-08: Смолизация: с предварительной активизацией.

Кроме того, при составлении смет на силикатизацию могут потребоваться нормы из других сборников ГЭСН, например, для бурения скважин под инъекторы (ГЭСН 04 "Скважины") или земляных работ (ГЭСН 01 "Земляные работы").

Контрольные моменты

Контроль качества при силикатизации грунтов является обязательным этапом для обеспечения надежности и долговечности закрепленного массива. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль исходных материалов: Проверка качества и соответствия химических реагентов (силиката натрия, отвердителей) требованиям ГОСТ и ТУ.
• Контроль приготовления растворов: Проверка точности дозирования компонентов, однородности смешивания и соответствия физико-химических свойств готового раствора (плотность, вязкость, время гелеобразования) проектным данным. Особое внимание уделяется параметрам, связанным с предварительной активизацией.
• Контроль процесса нагнетания: Мониторинг давления и расхода раствора в процессе инъекции. Это позволяет убедиться в равномерной пропитке грунта и отсутствии утечек.
• Контроль закрепленного грунта: После завершения работ проводятся испытания закрепленного грунта для определения его физико-механических характеристик (прочность, деформируемость, водопроницаемость). Для этого могут использоваться полевые методы (например, статическое зондирование, штамповые испытания) или лабораторные испытания образцов, отобранных из закрепленного массива. Результаты должны соответствовать требованиям проекта и нормативных документов, таких как ГОСТ Р 59706-2022 "Грунты химически закрепленные. Технические условия".
• Геодезический контроль: Контроль положения инъекторов и границ закрепляемого массива.

Соблюдение этих контрольных требований гарантирует, что работы по силикатизации выполнены качественно и закрепленный грунт обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Заключение

ГЭСН 05-03-004-02 "Силикатизация: однорастворная с предварительной активизацией" является важной нормой для сметчиков, работающих в области закрепления грунтов. Понимание состава работ, ресурсных показателей, а также особенностей предварительной активизации позволяет корректно формировать сметную документацию. Учет всех нюансов, включая сопутствующие работы и контроль качества, минимизирует риски и обеспечивает точность расчетов, что является залогом успешной реализации строительных проектов по укреплению оснований.