ГЭСН 05-03-020-03: Устройство буроинъекционных свай РИТ

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-020-03 является ключевым инструментом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству буроинъекционных свай в готовых скважинах с применением разрядно-импульсной технологии (РИТ). Данная норма применяется для скважин диаметром свыше 150 до 200 мм. Она включена в Сборник № 5 ГЭСН "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" .

Буроинъекционные сваи, также известные как микросваи или корневидные сваи ("palo radice"), были разработаны в Италии в 1950-х годах для усиления поврежденных зданий с минимальным вмешательством в существующие конструкции . Их основное преимущество заключается в возможности восприятия значительных нагрузок при относительно небольшом диаметре, а также в минимизации земляных работ и динамических воздействий на окружающую застройку .

Разрядно-импульсная технология (РИТ) — это инновационный метод, который значительно повышает эффективность буроинъекционных свай. Суть технологии заключается в обработке грунта или бетонной смеси серией мощных электрических разрядов (электровзрывов) непосредственно в скважине . Эти разряды создают ударные волны, которые уплотняют окружающий грунт и формируют уширения (камуфлетные полости) в основании и по стволу сваи . В результате несущая способность свай-РИТ может увеличиваться в 1,5-2,0 раза по сравнению с обычными буронабивными сваями аналогичного диаметра, а также обеспечивается высокая жесткость конструкции . При этом динамическое воздействие на окружающие здания минимально и безопасно даже для ветхих сооружений .

Норма ГЭСН 05-03-020-03 учитывает полный комплекс работ, необходимых для создания такой сваи, от приготовления бетонной смеси до демонтажа оборудования, обеспечивая точный расчет ресурсов на единицу измерения — 1 метр готовой сваи.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-020-03 детально описывает технологическую последовательность устройства буроинъекционных свай с использованием РИТ. Состав работ включает следующие операции, выполняемые на 1 метр готовой сваи :

1. Приготовление бетонной смеси в построечных условиях. Этот этап предусматривает смешивание всех компонентов (цемент, песок, вода, а также при необходимости пластификаторы и загустители) до получения однородной бетонной смеси требуемой марки и подвижности. Качество бетонной смеси является критически важным для обеспечения прочности и долговечности сваи .
2. Монтаж трубы кондуктора. Кондукторная труба устанавливается в верхней части скважины для обеспечения ее устойчивости и точного направления бурения, а также для предотвращения осыпания грунта на начальном этапе .
3. Монтаж нагнетательной колонны в скважине и магистральных бетоноводов по поверхности. Нагнетательная колонна (бетонолитная труба) опускается в скважину для подачи бетонной смеси. Магистральные бетоноводы обеспечивают транспортировку смеси от места приготовления до скважины .
4. Заполнение скважины бетонной смесью. Бетонная смесь подается в скважину, как правило, под давлением, вытесняя воду или буровой раствор. Этот процесс должен быть непрерывным для предотвращения расслоения смеси и образования пустот .
5. Демонтаж нагнетательной колонны. После заполнения скважины бетонной смесью нагнетательная колонна извлекается .
6. Монтаж колонны излучателя в скважине, разрядно-импульсная обработка залитой бетонной смеси с одновременным доливом. Это ключевой этап технологии РИТ. Колонна излучателя, содержащая электроды, опускается в свежезалитую бетонную смесь. Серия высоковольтных электрических разрядов генерируется на заданных глубинах. Эти "электровзрывы" создают ударные волны, которые уплотняют окружающий грунт и формируют уширения в теле сваи, значительно увеличивая ее несущую способность. Одновременно с обработкой производится долив бетонной смеси для компенсации объема, занимаемого уширениями .
7. Демонтаж колонны излучателя. После завершения разрядно-импульсной обработки колонна излучателя извлекается из скважины .
8. Демонтаж трубы кондуктора. Завершающий этап, после которого свая остается в грунте для набора прочности .

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-020-03 учитывает расход следующих основных материалов и ресурсов на 1 метр готовой сваи:

• Смазка солидол жировой Ж: 0.002 кг. Используется для обслуживания оборудования.
• Вода: 0.02 м³. Необходима для приготовления бетонной смеси и технологических нужд.
• Песок кварцевый, фракция 0-0,63 мм: 0.008 м³. Является одним из основных компонентов бетонной смеси.
• Портландцемент общестроительного назначения бездобавочный М400 Д0 (ЦЕМ I 32,5Н): 0.05 т. Основное вяжущее для бетонной смеси. Выбор марки цемента определяется проектной документацией .
• Пластификатор: 0 ч. Хотя в данной норме для указанного диаметра расход пластификатора не нормируется в явном виде (указано 0 ч), он является важной добавкой для улучшения подвижности бетонной смеси и снижения водоцементного отношения, что повышает прочность бетона. В других поднормах этой же таблицы (например, ГЭСН 05-03-020-01) пластификатор учтен в малых количествах . На практике его применение определяется проектом состава бетона.
• Загустители смеси: 0 ч. Аналогично пластификатору, загустители могут использоваться для стабилизации бетонной смеси в сложных грунтовых условиях, но их расход не учтен в данной конкретной норме. Их применение также регулируется проектной документацией и технологическими картами.

Машины и оборудование

Для выполнения работ по ГЭСН 05-03-020-03 требуется следующий парк машин и механизмов, расход которых также нормируется на 1 метр сваи:

• Установки буровые на гусеничном ходу, диаметр бурения 40-406 мм, глубина бурения до 30 м: 0.29 маш.-ч. Основное оборудование для бурения скважин .
• Растворонасосы, производительность 4 м³/ч: 0.33 маш.-ч. Используются для подачи бетонной смеси в скважину под давлением .
• Установки по приготовлению и подаче растворов из сухих смесей, производительность до 3 м³/мин: 0.35 маш.-ч. Обеспечивают эффективное приготовление и транспортировку бетонной смеси на строительной площадке .
• Установки высоковольтные электроимпульсные для создания электрических разрядов в грунте при производстве свай по разрядно-импульсной технологии, наибольшее значение запасаемой энергии 40 кДж, значение емкости накопителя энергии 1000 мкФ, диапазон регулиро: 0.32 маш.-ч. Специализированное оборудование для реализации РИТ, генерирующее высоковольтные импульсы .
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.06 маш.-ч. Применяются для подвоза материалов и оборудования на строительную площадку.
• Электростанции передвижные, мощность 60 кВт: 0.32 маш.-ч. Обеспечивают электроэнергией установки РИТ и другое оборудование на объекте.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 0,7 МПа (7 атм), производительность до 6 м³/мин: 0.33 маш.-ч. Могут использоваться для очистки скважин или других вспомогательных операций.

Трудозатраты и квалификация

Норма ГЭСН 05-03-020-03 учитывает следующие трудозатраты на 1 метр сваи :

• Затраты труда рабочих: 1.42 чел.-ч при среднем разряде 2,9.
• Затраты труда машинистов: 1.64 чел.-ч.

Общие трудозатраты на 1 метр сваи составляют 3.06 чел.-ч. Средний разряд рабочих 2,9 указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного выполнять работы с буровым и инъекционным оборудованием, а также контролировать параметры РИТ.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет стоимости работ по устройству буроинъекционных свай с использованием ГЭСН 05-03-020-03 производится на основе длины свай в метрах. Алгоритм действий для сметчика выглядит следующим образом:

1. Определение объема работ: Исходя из проектной документации, определите общую длину всех буроинъекционных свай, подпадающих под данную норму (диаметр свыше 150 до 200 мм). Объем работ измеряется в метрах.
2. Применение нормы: Умножьте нормируемые расходы ресурсов (трудозатраты рабочих и машинистов, машино-часы работы оборудования, расход материалов) на полученный объем работ в метрах. Например, если общая длина свай составляет 100 метров, то расход цемента составит 100 м * 0.05 т/м = 5 т.
3. Учет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам, полученным на предыдущем шаге, необходимо применить нормативы накладных расходов (НР) и сметной прибыли (СП). Обоснование для этих нормативов (Пр/812-005.3 для НР и Пр/774-005.3 для СП) указывается в исходных данных нормы. Эти коэффициенты позволяют учесть общепроизводственные, административно-хозяйственные расходы, а также прибыль подрядной организации.
4. Применение индексов пересчета: Для приведения сметной стоимости к текущему уровню цен используются соответствующие индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России или региональными органами .
5. Дополнительные затраты: Учитывайте возможные дополнительные затраты, не включенные напрямую в норму, но необходимые по проекту, например, затраты на армирование свай (арматурные каркасы), испытания свай, отвод грунтовых вод, укрепление площадок для техники, вывоз излишков грунта .

Примеры использования

ГЭСН 05-03-020-03 применяется в широком спектре строительных проектов, где требуется надежное и эффективное устройство фундаментов:

• Новое строительство: Возведение высотных зданий, сооружений I (повышенного) уровня ответственности, а также объектов II и III уровня ответственности, где требуется высокая несущая способность фундамента .
• Реконструкция и усиление фундаментов: Идеально подходит для усиления существующих фундаментов зданий, в том числе памятников архитектуры, без необходимости отселения жильцов или прерывания деятельности предприятий. Минимальное вмешательство в существующую застройку и щадящее сейсмическое воздействие делают РИТ незаменимой в таких случаях .
• Сложные грунтовые условия: Эффективна на слабых, подвижных, подтопленных, заболоченных грунтах, а также при наличии крупнообломочного материала или скальных пород . Технология РИТ позволяет уплотнять окружающий грунт, что особенно важно для предотвращения осадок зданий .
• Плотная городская застройка: Благодаря малым размерам скважин и минимальному объему вывозимого грунта, а также отсутствию значительных вибраций, технология РИТ является оптимальным решением для строительства в условиях плотной городской застройки, где необходимо минимизировать воздействие на соседние здания и коммуникации .
• Устройство подземных сооружений: Применяется для углубления подвалов, устройства подземных этажей, укрепления коллекторов и подземных переходов .

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-03-020-03 имеет свои особенности:

• Диаметр скважин: Норма строго регламентирует диаметр скважин — свыше 150 до 200 мм. Для других диаметров (до 120 мм, свыше 120 до 150 мм, свыше 200 до 300 мм) используются другие поднормы в той же таблице ГЭСН 05-03-020: ГЭСН 05-03-020-01, ГЭСН 05-03-020-02, ГЭСН 05-03-020-04 соответственно .
• Готовые скважины: Норма подразумевает, что скважины уже подготовлены. Процесс бурения скважин учтен в составе работ, но важно, чтобы скважины были стабильными и не осыпались до заполнения бетоном. В слабых грунтах могут потребоваться дополнительные меры по креплению скважин .
• Контроль качества: Эффективность РИТ напрямую зависит от качества бетонной смеси, глубины погружения электродной системы, расхода бетона и параметров разрядов . Несущая способность свай-РИТ контролируется по объему камуфлетной полости, который оценивается по расходу бетонной смеси на ее заполнение .
• Проектная документация: Все параметры, такие как марка бетона, тип арматурного каркаса, глубина и диаметр свай, должны быть строго определены в проектной документации . Расчет свай РИТ производится согласно "Рекомендациям по применению буроинъекционных свай" (НИИОСП, 1997 г.), разработанным в соответствии со СНиП 2.02.03-85 и СНиП 2.03.01-04, а также ТР 50-180-06 .

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 05-03-020-03, как и любой другой сложной строительной нормы, сопряжено с риском ошибок. Сметчикам следует обращать внимание на следующие моменты:

• Неправильный выбор нормы: Одна из наиболее частых ошибок — применение данной нормы для свай других диаметров или для буроинъекционных свай, выполненных без использования РИТ. Всегда проверяйте соответствие проектного диаметра скважин и технологии производства работ с характеристиками нормы. Для разных диаметров скважин существуют отдельные поднормы в таблице 05-03-020 .
• Неучет грунтовых условий: Хотя технология РИТ эффективна в различных грунтах, их характеристики (плотность, водонасыщенность) могут влиять на фактический расход бетонной смеси и эффективность уплотнения. Недостаточное изучение инженерно-геологических условий может привести к некорректным расчетам и проблемам при выполнении работ .
• Игнорирование состава работ: Каждый пункт состава работ, указанный в норме, подразумевает определенные трудозатраты и использование ресурсов. Пропуск или недооценка какого-либо этапа может привести к занижению сметной стоимости и последующим финансовым потерям.
• Недостаточный контроль качества бетона: Норма учитывает расход цемента, песка и воды, но качество приготовленной бетонной смеси (ее подвижность, прочность, плотность) должно строго соответствовать проектным требованиям. Отклонения могут снизить несущую способность сваи .
• Неправильная интерпретация параметров РИТ: Технология РИТ требует точного соблюдения параметров разрядов (энергия, количество, глубина). Несоблюдение этих параметров может привести к недостаточному уплотнению грунта и, как следствие, к снижению несущей способности сваи .
• Отсутствие учета армирования: ГЭСН 05-03-020-03 не включает в себя стоимость арматурных каркасов. Армирование свай является отдельным видом работ и должно быть учтено в смете дополнительно по соответствующим нормам .

Практические советы

Для корректного и эффективного применения ГЭСН 05-03-020-03 сметчикам рекомендуется:

• Тщательно изучать проектную документацию: Перед началом составления сметы убедитесь, что вы полностью понимаете проектные решения, включая тип свай, их диаметр, глубину, а также особенности грунтовых условий и требования к бетону.
• Использовать актуальные нормативы: Всегда проверяйте актуальность применяемых ГЭСН и индексов пересчета. Нормативные документы регулярно обновляются .
• Взаимодействовать с инженерами-геологами и проектировщиками: При возникновении вопросов по грунтовым условиям или особенностям технологии РИТ, не стесняйтесь обращаться к специалистам. Это поможет избежать ошибок в расчетах и учесть все нюансы .
• Учитывать специфику объекта: Работы в стесненных условиях, вблизи существующих зданий или на сложных грунтах могут потребовать применения дополнительных коэффициентов или учета специфических затрат, не всегда явно прописанных в базовой норме.
• Контролировать расход материалов на объекте: Хотя ГЭСН дает нормативный расход, фактический может незначительно отличаться в зависимости от грунтовых условий и качества выполнения работ. Мониторинг фактического расхода поможет в будущем более точно планировать бюджет.
• Обращать внимание на сопутствующие работы: Помимо основной нормы, не забывайте включать в смету работы по подготовке площадки, устройству временных дорог, водоотливу, испытаниям свай, а также демонтажу временных сооружений.

Связанные нормы

ГЭСН 05-03-020-03 является частью более широкой группы норм, регулирующих устройство буроинъекционных свай с использованием РИТ. В рамках таблицы ГЭСН 05-03-020 существуют следующие поднормы, различающиеся по диаметру скважин :

• ГЭСН 05-03-020-01: Устройство буроинъекционных свай в готовых скважинах с использованием РИТ, диаметр скважин: до 120 мм.
• ГЭСН 05-03-020-02: Устройство буроинъекционных свай в готовых скважинах с использованием РИТ, диаметр скважин: свыше 120 до 150 мм.
• ГЭСН 05-03-020-04: Устройство буроинъекционных свай в готовых скважинах с использованием РИТ, диаметр скважин: свыше 200 до 300 мм.

Кроме того, сметчикам могут быть полезны другие нормы из Сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов", которые регулируют другие виды свайных работ, например, погружение забивных свай, буронабивных свай, устройство грунтовых анкеров и закрепление грунтов . Например, для сравнения или в случае изменения проектных решений могут потребоваться нормы на погружение железобетонных свай вдавливанием (ГЭСН 05-01-093-02) .

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия выполненных работ проектной документации, а также для корректного сметного учета, важно контролировать следующие аспекты:

• Геометрия скважин: Контроль диаметра, глубины и вертикальности (или угла наклона) скважин. Отклонения от проектных параметров могут существенно повлиять на несущую способность сваи .
• Качество бетонной смеси: Проверка соответствия марки бетона проектным требованиям, контроль подвижности и однородности смеси. Отбор проб для лабораторных испытаний на прочность .
• Параметры разрядно-импульсной обработки: Мониторинг количества и энергии разрядов, а также глубины их приложения. Эти параметры напрямую влияют на степень уплотнения грунта и формирование уширений .
• Расход бетона: Контроль фактического расхода бетонной смеси на каждую сваю. Это позволяет оценить объем сформированных уширений и подтвердить несущую способность .
• Установка арматурного каркаса: Если проектом предусмотрено армирование, необходимо контролировать правильность установки арматурного каркаса в скважину до или после бетонирования .
• Исполнительная документация: Ведение журналов производства работ, актов скрытых работ, исполнительных схем расположения свай с указанием фактических параметров. Это является основой для подтверждения объемов и качества выполненных работ .

Заключение

ГЭСН 05-03-020-03 является важной и специфической нормой, регулирующей устройство буроинъекционных свай с применением разрядно-импульсной технологии для скважин диаметром от 150 до 200 мм. Понимание ее состава, ресурсной части и особенностей применения позволяет сметчикам точно и обоснованно формировать сметную документацию. Эффективность технологии РИТ в увеличении несущей способности свай и минимизации воздействия на окружающую среду делает ее востребованной для сложных и ответственных строительных проектов. Правильное применение данной нормы, основанное на глубоком знании технологии и внимании к деталям, гарантирует успешное выполнение работ и экономическую целесообразность проекта.