ГЭСН 05-03-031-13: Устройство свай Jet1 в связных грунтах

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 05-03-031-13

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-13 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма относится к группе работ по закреплению грунтов и входит в Сборник 5 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" ГЭСН-2022.

ГЭСН 05-03-031-13 регламентирует устройство свай по однокомпонентной технологии (Jet1) в связных грунтах. Важными параметрами, определяющими применение данной нормы, являются длина свай – свыше 10 до 20 метров, и их диаметр – свыше 600 до 700 мм.

Технология струйной цементации (Jet Grouting) – это современный метод усиления слабых или сильно обводненных грунтов, который заключается в нагнетании под высоким давлением цементного раствора в скважину. В результате происходит разрушение структуры грунта и его одновременное перемешивание с цементным раствором, что приводит к образованию грунтоцементных элементов (свай) с улучшенными деформационно-прочностными и противофильтрационными характеристиками.

Однокомпонентная технология (Jet1) является наиболее простой и распространенной. При ее использовании разрушение грунта и его цементация достигаются высокоэнергетической струей цементного раствора, подаваемого под давлением до 40-50 МПа (400-600 бар). Диаметр грунтоцементных колонн, получаемых по технологии Jet1, в глинистых грунтах обычно составляет 500-600 мм, а в песчаных – 700-800 мм, но может достигать и 1000 мм. Норма 05-03-031-13 специально учитывает диапазон диаметров свыше 600 до 700 мм, что соответствует типичным показателям для связных грунтов.

Техническая информация: Детализация работ и ресурсов

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-13 необходимо четко понимать состав работ, требуемые материалы, трудозатраты и используемое оборудование.

Состав работ по норме

Согласно официальному описанию и изменениям к ГЭСН, норма 05-03-031-13 включает в себя следующий комплекс операций :

1. Приготовление раствора. Этот этап включает подготовку цементного раствора необходимой консистенции и состава. Для этого используются автоматизированные миксерные установки, способные производить до 30 м³ раствора в час. Качество раствора напрямую влияет на прочность будущей грунтоцементной сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной этап, в ходе которого происходит бурение лидерной скважины до проектной глубины (в данном случае, свыше 10 до 20 м), а затем при подъеме буровой колонны с вращением через форсунки под высоким давлением подается цементный раствор. Струя разрушает грунт и перемешивает его с цементным раствором, формируя цилиндрическую грунтоцементную колонну. Частично размытый грунт выносится на поверхность.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот завершающий этап необходим для очистки бурового инструмента, насосов и шлангов от остатков цементного раствора, предотвращая их засорение и обеспечивая готовность оборудования к дальнейшей работе.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-13 учитывает следующие ресурсы на 100 метров готовых свай:

• Рабочий 4 разряда: 26.15 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.17 чел.-ч
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 12.69 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.08 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.07 маш.-ч
• Вода: 0 м³ (Примечание: Отсутствие прямого расхода воды в норме может означать, что ее потребление учтено в составе цементного раствора или является незначительным для данной единицы измерения.)

Важно отметить, что в ГЭСН указываются только нормы расхода ресурсов, а не их стоимость в рублях. Стоимость материалов, машин и трудозатрат определяется отдельно на основе текущих цен и индексов пересчета.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты по норме 05-03-031-13 составляют 26.32 чел.-ч на 100 метров грунтоцементных свай (26.15 чел.-ч для рабочего 4 разряда и 0.17 чел.-ч для рабочего 2 разряда). Средний квалификационный разряд рабочих, выполняющих данные работы, составляет приблизительно 4-й разряд. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного работать со сложным высоконапорным оборудованием.

Время выполнения работ зависит от множества факторов, включая производительность оборудования, инженерно-геологические условия, организацию рабочего процесса и квалификацию персонала. Технология Jet Grouting в целом характеризуется высокой производительностью и возможностью выполнения больших объемов работ в сжатые сроки.

Требования к квалификации

Учитывая сложность и специфику работ по струйной цементации, персонал, задействованный в процессе, должен обладать соответствующей квалификацией. Наличие рабочих 4-го разряда в составе бригады подчеркивает необходимость глубоких знаний и опыта в управлении буровыми установками, насосным оборудованием высокого давления и контроле за процессом цементации. Операторы комплексов машин для струйной цементации должны быть обучены работе с высокотехнологичным оборудованием, способным подавать раствор под давлением до 600 атмосфер.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-13 в сметной документации требует понимания алгоритма расчета и учета специфических особенностей технологии.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости по ГЭСН 05-03-031-13 производится на 100 метров грунтоцементных свай. Алгоритм следующий:

1. Определение объема работ: Из проектной документации определяется общая длина грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах. Например, если требуется устройство 500 метров свай, то объем работ для применения нормы составит 5 единиц измерения (500 м / 100 м).
2. Расчет прямых затрат:

• Затраты труда рабочих: Умножить количество рабочих часов (26.32 чел.-ч) на объем работ и на текущую стоимость 1 чел.-ч для соответствующего разряда (или среднего разряда).
• Затраты на эксплуатацию машин и механизмов: Умножить машино-часы каждого вида оборудования (12.69 маш.-ч для комплексов, 0.08 маш.-ч для кранов, 0.07 маш.-ч для автомобилей) на объем работ и на текущую стоимость 1 маш.-ч эксплуатации данного вида техники.
• Стоимость материалов: Определить расход цемента и добавок, которые не указаны в норме напрямую (поскольку ГЭСН содержит только нормы расхода, а не конкретные материалы для раствора, кроме воды, которая указана как 0 м³). Расход цемента на 1 м³ укрепляемого грунта может варьироваться от 50 до 400 кг/м³ в зависимости от типа грунта и требуемой прочности. Эти данные должны быть получены из проектной документации или технологических карт. Затем умножить расход на объем работ и на текущую стоимость материалов.

3. Накладные расходы и сметная прибыль: К полученным прямым затратам применяются нормативы накладных расходов и сметной прибыли в соответствии с действующими методическими указаниями по определению сметной стоимости строительства.
4. Индексы пересчета: Полученные базовые сметные показатели переводятся в текущие цены с использованием соответствующих индексов пересчета, утверждаемых Минстроем России или региональными органами ценообразования.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-13 применяется в различных строительных проектах, где требуется усиление грунтов в связных почвах:

• Усиление фундаментов существующих зданий: При реконструкции или надстройке зданий, когда необходимо увеличить несущую способность основания без значительных динамических воздействий.
• Устройство противофильтрационных завес: Для создания водонепроницаемых барьеров вокруг котлованов, тоннелей или других подземных сооружений, особенно в условиях высокого уровня грунтовых вод.
• Ограждение котлованов: Формирование грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов котлованов, особенно в стесненных условиях городской застройки, где исключены вибрационные и ударные нагрузки.
• Укрепление склонов и откосов: Для повышения устойчивости неустойчивых грунтовых массивов.
• Создание несущих элементов для нового строительства: В случаях, когда традиционные свайные фундаменты неэффективны или невозможны из-за слабых грунтов.

Особенности и ограничения

• Тип грунтов: Норма 05-03-031-13 четко указывает на применение в связных грунтах. Это суглинки, глины, супеси. В таких грунтах диаметр свай по технологии Jet1 обычно составляет 500-600 мм. Прочность грунтоцемента в глинистых грунтах может достигать до 4 МПа.
• Длина и диаметр: Норма применима для свай длиной от 10 до 20 метров и диаметром от 600 до 700 мм. Для других длин и диаметров, а также для несвязных грунтов или других технологий струйной цементации (Jet2, Jet3), следует использовать соответствующие нормы из таблицы ГЭСН 05-03-031. Например, для Jet2 в несвязных грунтах может применяться ГЭСН 05-03-031-58.
• Отсутствие армирования: Данная норма не предусматривает армирование грунтоцементных свай. Если проектом предусмотрено армирование (например, металлическими элементами), то затраты на арматуру и работы по ее установке должны быть учтены дополнительно по другим нормам. СП 291.1325800.2017 регулирует проектирование армированных грунтоцементных конструкций.
• Давление нагнетания: Технология Jet1 требует использования высоконапорного оборудования, способного подавать цементный раствор под давлением 40-50 МПа.

Полезная информация: Типичные ошибки, советы и контроль

Для сметчика важно не только знать норму, но и понимать нюансы ее применения, чтобы избежать ошибок и обеспечить точность расчетов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Одна из наиболее частых ошибок – применение данной нормы для несвязных грунтов, свай других диаметров или длин, а также для двух- или трехкомпонентных технологий (Jet2, Jet3). Всегда сверяйтесь с проектной документацией и описанием нормы.
2. Игнорирование отсутствующих ресурсов: В норме 05-03-031-13 не указан расход цемента и добавок. Это не означает их отсутствие. Расход цемента должен быть определен проектом или технологической картой, исходя из требуемой прочности грунтоцемента и типа грунта. Неучтенные ресурсы – частая причина ошибок в сметах.
3. Неучет стесненных условий: Если работы выполняются в стесненных условиях (например, вблизи существующих зданий, в котлованах), необходимо применять соответствующие повышающие коэффициенты к нормам затрат труда и эксплуатации машин, предусмотренные общими положениями Сборника 5 ГЭСН.
4. Некорректное сокращение наименований: При составлении сметы избегайте чрезмерных сокращений, которые могут привести к неоднозначности и недопониманию между заказчиком и подрядчиком.
5. Отсутствие детального проектирования: Расчет сметы без полного комплекта проектной документации, включая геологические изыскания, может привести к значительным отклонениям от реальной стоимости.

Практические советы

• Изучайте проектную документацию: Перед началом составления сметы тщательно изучите инженерно-геологические изыскания, проект производства работ (ППР) и технологические карты. Это позволит точно определить тип грунтов, требуемые параметры свай и расход материалов.
• Контролируйте расход цемента: Поскольку расход цемента является критическим параметром, влияющим на прочность грунтоцемента, убедитесь, что его количество соответствует проектным требованиям и оптимально для данного типа связных грунтов.
• Учитывайте особенности технологии: Помните, что Jet1 наиболее эффективна в однородных грунтах. В сложных, неоднородных условиях могут потребоваться корректировки или применение других технологий.
• Используйте актуальные нормативы: Регулярно обновляйте базы нормативов и индексы пересчета, чтобы избежать ошибок, связанных с устаревшими данными.
• Включайте резервный фонд: Всегда предусматривайте резервный фонд (обычно 5-15% от общей стоимости) на непредвиденные расходы и возможные изменения в ходе работ.

Связанные нормы

Для комплексного понимания работ по струйной цементации и свайным работам в целом, сметчикам полезно ознакомиться со следующими нормативными документами:

• ГЭСН 05-03-031 (вся таблица): Включает нормы для различных длин, диаметров и технологий струйной цементации (Jet1, Jet2, Jet3), а также для разных типов грунтов (связные, несвязные).
• ГЭСН 05-03-031-58: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром свыше 1400 до 1500 мм.
• ГЭСН 05-01-028-03: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах. Хотя это другая технология, она относится к свайным работам.
• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Устанавливает основные геотехнические требования к проектированию грунтоцементных конструкций.
• СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения, основания и фундаменты": Содержит общие требования к закреплению грунтов.
• ГОСТ 5686-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями": Регламентирует испытания свай, в том числе грунтоцементных.

Контрольные моменты

Контроль качества устройства грунтоцементных свай является критически важным для обеспечения их несущей способности и долговечности. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль прочности грунтоцемента: Несущую способность грунтоцементных свай определяют не ранее чем через 28 суток после изготовления. Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет от 3 до 10 МПа, в глинистых – от 1 до 3 МПа.
• Контроль однородности и сплошности: Важно убедиться в отсутствии незакрепленных участков, пустот и зон пониженной прочности. Для этого могут применяться сейсмоакустические методы контроля.
• Геометрический контроль: Проверка соответствия фактических размеров (длины, диаметра) и расположения свай проектным данным.
• Контроль технологических параметров: Мониторинг давления нагнетания, расхода раствора, скорости подъема и вращения буровой колонны в процессе формирования сваи.

Тщательный контроль на всех этапах работ, от приготовления раствора до испытаний готовых свай, позволяет минимизировать риски и гарантировать соответствие выполненных работ проектным требованиям и нормативным документам.