ГЭСН 05-03-031-18: Устройство свай Jet1 в связных грунтах

Введение: ГЭСН 05-03-031-18 – Основа для сметчиков

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-18 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай. Эта норма регламентирует применение однокомпонентной технологии струйной цементации (Jet1) в связных грунтах для свай длиной свыше 20 метров и диаметром от 700 до 800 мм.

Технология струйной цементации грунтов, известная как Jet Grouting, представляет собой инновационный метод укрепления слабых или сильно обводненных грунтов. Она основана на нагнетании под высоким давлением цементного раствора в скважину, что приводит к разрушению и одновременному перемешиванию частиц грунта с цементным раствором. В результате такого процесса образуется новый материал – грунтоцемент (или грунтобетон), обладающий значительно улучшенными прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками.

Основные области применения данной технологии и, соответственно, нормы 05-03-031-18 включают:

• Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов и тоннелей.
• Устройство противофильтрационных завес.
• Усиление существующих фундаментов при реконструкции и надстройке зданий.
• Ограждение котлованов.
• Повышение устойчивости склонов и откосов.
• Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.

Преимущества технологии Jet Grouting, такие как высокая производительность, возможность работы в стесненных условиях и отсутствие вибрационных и ударных нагрузок, делают ее особенно востребованной в условиях плотной городской застройки и при работе с чувствительными к динамическим воздействиям сооружениями.

Техническая информация: Детальный анализ нормы

Понимание технического состава работ и ресурсного обеспечения, предусмотренного ГЭСН 05-03-031-18, является фундаментом для точного сметного расчета.

Состав работ по норме

Норма 05-03-031-18 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай по однокомпонентной технологии Jet1. Согласно описанию, состав работ включает:

1. Приготовление раствора: Этот этап подразумевает подготовку цементного раствора требуемой консистенции и состава. Для этого используются специализированные смесительные установки, которые обеспечивают однородность и качество раствора.
2. Формирование грунтоцементной сваи: Основной процесс, при котором высоконапорная струя цементного раствора подается через сопла бурового инструмента, разрушая и одновременно перемешивая грунт. По мере подъема буровой колонны формируется грунтоцементная свая заданного диаметра.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации: Завершающий этап, необходимый для поддержания работоспособности оборудования и предотвращения застывания цементного раствора внутри системы. Это обеспечивает долговечность и эффективность использования машин.

Материалы и ресурсы

ГЭСН 05-03-031-18 нормирует затраты на основные ресурсы, необходимые для выполнения указанных работ. Важно отметить, что ГЭСН определяет только нормы расхода ресурсов, а не их стоимость.

Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 33.4 чел.-ч на 100 м свай.
• Рабочий 2 разряда: 0.22 чел.-ч на 100 м свай.

Общие трудозатраты на 100 метров свай составляют 33.62 чел.-ч.

Машины и оборудование:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 16.21 маш.-ч на 100 м свай. Эти комплексы включают буровые установки, высоконапорные насосы и смесительные станции.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.11 маш.-ч на 100 м свай. Используются для вспомогательных работ, таких как подача материалов или монтаж/демонтаж оборудования.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.09 маш.-ч на 100 м свай. Применяются для транспортировки материалов и оборудования на объекте.

Материалы:

• Вода: 0 м3. Указание "0 м3" для воды может означать, что ее расход учтен в составе работы машин или других неучтенных ресурсов, либо ее объем незначителен для прямого нормирования.
• Добавка для струйной цементации: 0 ч.
• Портландцементы бездобавочные: 0 ч.

Важное примечание: Отсутствие прямого нормирования расхода цемента и добавок в данной ГЭСН означает, что их количество должно быть определено проектом производства работ (ППР) на основе инженерно-геологических изысканий и, при необходимости, опытных работ. Расход цемента является одним из ключевых факторов, влияющих на стоимость и прочность грунтоцементных свай.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по данной норме требуются рабочие 4-го и 2-го разрядов. Это указывает на необходимость наличия квалифицированного персонала, способного управлять сложным буровым и нагнетательным оборудованием, а также выполнять подготовительные и вспомогательные операции.

Практическое применение: Расчет и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-18 требует понимания алгоритма расчета и учета специфических условий выполнения работ.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости по ГЭСН 05-03-031-18 производится на 100 метров грунтоцементных свай. Алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение объема работ: Измерьте общую длину свай, подлежащих устройству, в метрах. Например, если требуется устроить 50 свай длиной 25 метров каждая, общая длина составит 50 * 25 = 1250 метров.
2. Приведение объема к единице измерения нормы: Разделите общую длину свай на 100, чтобы получить количество единиц измерения нормы. В нашем примере: 1250 м / 100 м = 12.5 единиц нормы.
3. Расчет трудозатрат: Умножьте количество единиц нормы на норму трудозатрат для каждого разряда рабочих. Например, для рабочего 4 разряда: 12.5 * 33.4 чел.-ч = 417.5 чел.-ч.
4. Расчет машино-часов: Умножьте количество единиц нормы на норму машино-часов для каждого вида техники. Например, для комплексов машин: 12.5 * 16.21 маш.-ч = 202.625 маш.-ч.
5. Учет неучтенных материалов: Отдельно рассчитайте потребность в цементе и добавках, исходя из проектных данных и результатов опытных работ. Например, если проектный расход цемента составляет 0.4 тонны на метр сваи , то для 1250 метров потребуется 1250 * 0.4 = 500 тонн цемента. Эти затраты добавляются в смету отдельными позициями.
6. Применение коэффициентов: При необходимости примените поправочные коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН, например, за работу в стесненных условиях, в зимнее время или на уклонах.

Примеры использования

• Усиление фундамента существующего здания: При реконструкции старого здания, расположенного на слабых грунтах, может потребоваться усиление основания. Устройство грунтоцементных свай методом Jet1 по норме 05-03-031-18 позволит создать надежную опору для нового или усиленного фундамента, передавая нагрузки на более прочные слои грунта.
• Устройство противофильтрационной завесы для котлована: При строительстве подземных сооружений в водонасыщенных грунтах необходимо предотвратить приток воды в котлован. Грунтоцементные сваи, устроенные по данной норме, могут формировать сплошную противофильтрационную завесу, значительно снижая водопроницаемость грунта.
• Стабилизация склона: На участках со сложным рельефом и нестабильными грунтами струйная цементация может использоваться для создания грунтоцементных массивов, повышающих устойчивость склонов и предотвращающих оползни.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма 05-03-031-18 специально разработана для связных грунтов. Хотя технология Jet1 может применяться и в несвязных грунтах, для них существуют другие нормы, например, ГЭСН 05-03-031-22, которая учитывает особенности работы в песках.
• Длина и диаметр свай: Строгое соответствие длине свыше 20 м и диаметру свыше 700 до 800 мм является критически важным. Отклонения от этих параметров могут потребовать применения других норм или обоснования использования данной нормы с соответствующими корректировками.
• Опытные работы: Для обеспечения требуемого качества грунтоцемента и оптимизации расхода материалов, особенно в сложных инженерно-геологических условиях, рекомендуется проведение опытных работ по цементации. Это позволяет уточнить технологические параметры (давление нагнетания, скорость подъема и вращения монитора) и расход цементного раствора.
• Проектирование: Проектирование грунтоцементных конструкций должно осуществляться в соответствии с СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования", который устанавливает основные геотехнические требования.

Полезная информация: Советы для сметчиков

Для эффективного применения ГЭСН 05-03-031-18 и избежания распространенных ошибок, сметчикам следует учитывать ряд практических аспектов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная интерпретация типа грунта: Как упоминалось, норма 05-03-031-18 предназначена для связных грунтов. Одной из частых ошибок является ее применение для несвязных грунтов (песков) без должного обоснования или использования соответствующих норм, таких как 05-03-031-22. Всегда проверяйте инженерно-геологические изыскания перед выбором нормы.
2. Игнорирование опытных работ: Расход цемента и добавок, а также оптимальные технологические параметры (давление, скорость подъема) для струйной цементации сильно зависят от конкретных инженерно-геологических условий и должны быть определены опытным путем на объекте. Невыполнение опытных работ может привести к недостижению проектных характеристик грунтоцемента, перерасходу материалов или, наоборот, к недостаточной прочности свай.
3. Некорректный учет расхода цемента и добавок: Поскольку ГЭСН 05-03-031-18 не нормирует расход цемента и добавок, сметчики иногда забывают включить их в смету или используют усредненные данные без привязки к проекту. Это может привести к существенным искажениям сметной стоимости. Всегда запрашивайте данные по расходу цемента из проектной документации или результатов опытных работ.
4. Неучет вспомогательных работ и стесненных условий: Хотя ГЭСН включает основной комплекс работ, могут потребоваться дополнительные затраты на подготовку площадки, вывоз шлама, работу в стесненных условиях или в зимнее время. Эти факторы должны быть учтены с помощью соответствующих коэффициентов или дополнительных расценок.

Практические советы

• Глубокое изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите проектную документацию, включая инженерно-геологические отчеты, чтобы точно определить тип грунтов, требуемые характеристики грунтоцемента, длину и диаметр свай.
• Взаимодействие с проектировщиками и технологами: Поддерживайте тесный контакт с проектировщиками и специалистами по технологии струйной цементации. Это поможет получить точные данные по расходу материалов и технологическим параметрам, которые не учтены напрямую в ГЭСН.
• Контроль качества: Учитывайте в смете затраты на контроль качества грунтоцементных свай. Это могут быть затраты на лабораторные испытания образцов грунтоцемента, а также полевые методы контроля, такие как сейсмоакустическое зондирование, которые позволяют оценить сплошность и прочность свай.
• Актуализация нормативной базы: Следите за изменениями в нормативно-технической документации. Минстрой России регулярно выпускает письма и приказы, касающиеся ценообразования и применения сметных норм.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-03-031-18 могут быть полезны следующие нормативные документы и связанные нормы:

• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Этот свод правил является основным документом, регламентирующим проектирование грунтоцементных конструкций, выполненных методом струйной цементации. Он содержит требования к инженерно-геологическим изысканиям, выбору технологических параметров и расчету грунтоцементных элементов.
• СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты": Хотя этот СНиП является более общим документом по свайным фундаментам, он содержит фундаментальные положения, которые могут быть применимы и к грунтоцементным сваям в части общих принципов расчета и проектирования.
• ГЭСН 05-03-031-22 "Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром": Эта норма является примером связанной расценки, которая применяется для струйной цементации в несвязных грунтах и при других параметрах длины и диаметра свай. Сравнение и правильный выбор между этими нормами критически важен.
• Методическое пособие по укреплению грунтов методами струйной цементации (СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011): Данное пособие содержит рекомендации по выбору растворов, технологическим схемам и параметрам укрепления грунта, а также по контролю качества.

Контрольные моменты

Контроль качества выполнения работ по струйной цементации является залогом надежности и долговечности грунтоцементных конструкций. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль качества цементного раствора: Проверка соответствия состава и консистенции раствора проектным требованиям.
• Контроль технологических параметров: Мониторинг давления нагнетания, скорости подъема и вращения бурового инструмента в процессе формирования свай.
• Контроль геометрических параметров свай: Проверка соответствия фактического диаметра и длины свай проектным значениям.
• Контроль прочности и сплошности грунтоцемента: После твердения грунтоцемента проводятся испытания для определения его прочностных и деформационных характеристик. Могут использоваться как лабораторные испытания образцов, так и неразрушающие методы, такие как сейсмоакустическое зондирование.
• Контроль выноса шлама: Объем выносимого шлама может служить индикатором эффективности процесса цементации.

Тщательное соблюдение всех этапов контроля позволяет своевременно выявлять и устранять возможные отклонения, обеспечивая высокое качество выполненных работ и соответствие проектным требованиям.