Устройство свай Jet1 в связных грунтах: ГЭСН 05-03-031-10

Введение

Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) являются основой для определения потребности в ресурсах при выполнении строительных работ. Норма ГЭСН 05-03-031-10 относится к категории "Свайные работы. Опускные колодцы. Закрепление грунтов" (Сборник ГЭСН-05) и регламентирует устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet1) в связных грунтах.

Эта технология, известная как Jet Grouting, позволяет значительно улучшить физико-механические свойства слабых или обводненных грунтов, превращая их в прочные грунтоцементные элементы. ГЭСН 05-03-031-10 применяется для свай длиной до 10 метров и диаметром от 700 до 800 мм, что делает ее актуальной для широкого спектра геотехнических задач в условиях городской застройки и при реконструкции объектов.

Основное назначение данной нормы – обеспечить сметчиков точными данными о затратах труда, машин и материалов, необходимых для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай методом Jet1 в связных грунтах. Правильное применение этой нормы позволяет корректно формировать сметную стоимость строительных проектов, избегая ошибок и перерасходов.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-031-10 охватывает полный комплекс операций, необходимых для создания грунтоцементной сваи по однокомпонентной технологии Jet1. Состав работ включает следующие ключевые этапы:

1. Приготовление раствора. На этом этапе осуществляется подготовка цементного раствора (суспензии) требуемой концентрации. Для струйной цементации обычно используются портландцементы бездобавочные, а также вода. Качество и однородность раствора критически важны для получения заданных прочностных характеристик грунтоцемента. Приготовление раствора производится с использованием специализированных смесительных установок, обеспечивающих тщательное перемешивание компонентов.

2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной этап, в ходе которого происходит непосредственное создание сваи. Процесс начинается с бурения лидерной скважины малого диаметра (обычно 100-130 мм) до проектной отметки. После достижения заданной глубины, буровая колонна с расположенными на ее нижнем конце соплами начинает медленно подниматься с одновременным вращением. Через эти сопла под высоким давлением (до 40-50 МПа) подается цементный раствор. Высоконапорная струя разрушает структуру грунта, перемешивая его частицы с цементным раствором. В результате этого процесса формируется грунтоцементное тело – свая, обладающая улучшенными прочностными и деформационными характеристиками. Для данной нормы предусмотрен диаметр свай от 700 до 800 мм и длина до 10 м в связных грунтах.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования каждой сваи или по окончании рабочей смены крайне важна тщательная промывка всего нагнетательного оборудования – насосов, шлангов, буровой колонны и сопел. Это предотвращает затвердевание цементного раствора внутри системы, что может привести к поломкам оборудования и снижению его производительности. Регулярная и качественная промывка обеспечивает бесперебойную работу и продлевает срок службы дорогостоящих комплексов машин.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-03-031-10 предусмотрены следующие основные ресурсы:

• Трудозатраты рабочих:
• Рабочий 4 разряда: 35.56 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.22 чел.-ч

Общие трудозатраты составляют 35.78 чел.-ч на 100 м свай. Средний разряд рабочих, исходя из данных, составляет приблизительно 4-й разряд. Рабочие 4-го разряда выполняют основные операции по управлению оборудованием и контролю процесса, тогда как рабочие 2-го разряда могут выполнять вспомогательные функции.

• Машины и оборудование:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 17.26 маш.-ч. Это основное оборудование, включающее буровую установку, насосы высокого давления, смесительные установки и контрольные приборы.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.11 маш.-ч. Используются для подачи материалов, установки буровой колонны и других вспомогательных операций.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.09 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов и оборудования на строительной площадке.

• Материалы:

• Вода: 0 м3. Несмотря на указание "0 м3" в исходных данных для данной нормы, вода является обязательным компонентом для приготовления цементного раствора. Ее расход определяется проектом и может быть учтен по другим нормативам или фактическим затратам.

• Добавка для струйной цементации: 0 ч. Аналогично воде, добавки (например, пластификаторы, ускорители твердения) могут использоваться для улучшения свойств цементного раствора и грунтоцемента. Их расход также определяется проектом и не учтен напрямую в данной норме как ресурс с количественным показателем.

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч. Цемент является основным вяжущим материалом для формирования грунтоцементной сваи. Его расход, как правило, определяется проектной документацией на основе требуемой прочности грунтоцемента и характеристик грунта.

Важно отметить, что ГЭСН определяет только нормы расхода ресурсов, а не их стоимость. Стоимость материалов и машин определяется по текущим ценам на момент составления сметы.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 05-03-031-10 в сметной документации осуществляется на основе единицы измерения – 100 метров готовых свай. Алгоритм расчета выглядит следующим образом:

1. Определение объема работ: На основе проектной документации определяется общая длина грунтоцементных свай, подлежащих устройству по данной технологии. Например, если проектом предусмотрено 50 свай длиной 8 метров каждая, общий объем составит 50 * 8 = 400 погонных метров.

2. Перевод объема в единицы измерения нормы: Полученный объем делится на 100, чтобы привести его к единице измерения нормы. В нашем примере: 400 м / 100 м = 4 единицы нормы.

3. Расчет ресурсных затрат: Каждое значение ресурса (чел.-ч, маш.-ч) из нормы умножается на полученное количество единиц нормы. Например, для рабочих 4 разряда: 35.56 чел.-ч * 4 = 142.24 чел.-ч.

4. Учет неучтенных ресурсов: Особое внимание следует уделить материалам, таким как вода, цемент и добавки, которые в данной норме указаны с нулевым расходом. Их фактический расход должен быть определен на основании проектной документации, технологических карт или данных производителя, а затем учтен в смете отдельными позициями или через соответствующие коэффициенты и приложения к ГЭСН.

5. Применение поправочных коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (например, стесненные условия, работа в зимнее время, особые грунтовые условия), могут применяться поправочные коэффициенты, предусмотренные общими положениями к Сборнику ГЭСН-05 или другими нормативными документами.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-10 применяется в следующих типовых случаях:

• Усиление фундаментов существующих зданий: Когда необходимо повысить несущую способность оснований без значительных вибрационных и ударных нагрузок, особенно в условиях плотной городской застройки.
• Устройство противофильтрационных завес: Для снижения водопроницаемости грунтов и защиты котлованов или подземных сооружений от притока грунтовых вод.
• Ограждение котлованов: Создание временных или постоянных ограждающих конструкций из грунтоцементных свай для обеспечения устойчивости стенок котлованов.
• Укрепление слабых грунтов: Повышение прочности и устойчивости песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов в основании дорог, мостов, тоннелей и других инженерных сооружений.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма четко указывает на применение в "связных грунтах". Это означает, что она предназначена для глин, суглинков и супесей с высоким содержанием глинистых частиц. Для несвязных грунтов (песков) применяются другие нормы, например, ГЭСН 05-03-031-22, которая также описывает технологию Jet1, но для несвязных грунтов.
• Длина и диаметр свай: Норма строго ограничена длиной свай до 10 м и диаметром от 700 до 800 мм. При отклонении от этих параметров необходимо использовать другие нормы из таблицы 05-03-031, соответствующие фактическим размерам свай.
• Однокомпонентная технология (Jet1): Эта технология предполагает разрушение грунта и его смешивание с цементным раствором одной высоконапорной струей. Для более сложных грунтовых условий или необходимости получения свай большего диаметра могут применяться двухкомпонентная (Jet2) или трехкомпонентная (Jet3) технологии, которые имеют свои отдельные нормы (например, ГЭСН 05-03-031-57 для Jet2).
• Проектная документация: Точное применение нормы возможно только при наличии детальной проектной документации, которая определяет тип грунтов, требуемые диаметр и длину свай, а также состав и расход цементного раствора и добавок.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы по типу грунта: Одна из наиболее частых ошибок – применение ГЭСН 05-03-031-10 для несвязных грунтов (песков) или наоборот. Это приводит к некорректному расчету ресурсов, так как характеристики грунта существенно влияют на расход цемента и производительность оборудования. Как избежать: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями и выбирайте норму, соответствующую фактическому типу грунта на объекте.

2. Игнорирование диаметра и длины свай: Использование данной нормы для свай с диаметром или длиной, выходящими за установленные пределы (свыше 700 до 800 мм, до 10 м), приведет к ошибкам в смете. Как избежать: Тщательно проверяйте проектные размеры свай и выбирайте соответствующую норму из таблицы 05-03-031.

3. Неучет расхода цемента и добавок: Поскольку в данной норме расход цемента и добавок не указан количественно, сметчики могут ошибочно не включать эти затраты в смету. Как избежать: Всегда предусматривайте расход цемента и необходимых добавок отдельными позициями в смете, основываясь на проектных данных, технологических картах или рекомендациях производителя цементного раствора.

4. Отсутствие учета специфических условий: Неприменение поправочных коэффициентов для стесненных условий, работы в зимнее время или других усложняющих факторов может привести к занижению сметной стоимости. Как избежать: Внимательно изучайте общие положения к Сборнику ГЭСН-05 и применяйте все необходимые коэффициенты, обоснованные условиями производства работ.

Практические советы

• Детальные геологические изыскания: Качественные инженерно-геологические изыскания являются фундаментом для правильного выбора технологии струйной цементации и соответствующей нормы ГЭСН. Они позволяют точно определить тип грунтов, их физико-механические свойства и наличие водонасыщенных слоев.
• Взаимодействие с проектировщиками: Тесное сотрудничество с проектной организацией поможет уточнить все нюансы технологии, состав раствора, требуемые прочностные характеристики грунтоцемента и другие параметры, влияющие на смету.
• Использование актуальных версий ГЭСН: Сметные нормы регулярно обновляются. Убедитесь, что вы используете актуальную редакцию ГЭСН-2001 (или ГЭСН-2020/2022, если применимо), чтобы избежать ошибок в расчетах.
• Контроль качества: На стадии выполнения работ необходимо осуществлять строгий контроль за приготовлением раствора, параметрами инъектирования (давление, расход, скорость подъема) и качеством формируемых свай. Это включает отбор проб грунтоцемента для лабораторных испытаний на прочность.

Связанные нормы

Для полного понимания и корректного применения норм по струйной цементации, сметчикам полезно знать о других нормах из той же группы:

• ГЭСН 05-03-031-01 – Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet1) в связных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: до 400 мм.
• ГЭСН 05-03-031-22 – Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 700 до 800 мм. Эта норма является прямым аналогом 05-03-031-10, но для песчаных и других несвязных грунтов.
• ГЭСН 05-03-031-57 – Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 1300 до 1400 мм. Эта норма демонстрирует применение другой технологии (Jet2, с использованием сжатого воздуха) и для других диаметров.

Сравнение этих норм позволяет понять, как меняются ресурсные затраты в зависимости от типа грунта, диаметра сваи и применяемой технологии струйной цементации.

Контрольные моменты

При работе с ГЭСН 05-03-031-10 и выполнении работ по струйной цементации важно контролировать следующие аспекты:

• Соответствие проектной документации: Все параметры работ (глубина, диаметр, шаг свай, состав раствора) должны строго соответствовать проекту.
• Качество цементного раствора: Контроль водоцементного отношения, однородности и времени схватывания раствора.
• Параметры инъектирования: Постоянный мониторинг давления нагнетания, расхода раствора и скорости подъема буровой колонны. Эти параметры напрямую влияют на качество грунтоцементного тела.
• Прочность грунтоцемента: После твердения грунтоцемента необходимо проводить контрольные испытания (например, отбор кернов) для подтверждения достижения требуемых прочностных характеристик.

Соблюдение этих контрольных моментов гарантирует качество выполненных работ и соответствие сметным расчетам.