ГЭСН 05-03-031-20: Устройство свай Jet1 в несвязных грунтах

Введение: Сущность и область применения ГЭСН 05-03-031-20

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-20 является ключевым инструментом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай. Эта норма относится к группе "Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 500 до 600 мм". Ее основное назначение – определение потребности в ресурсах (трудозатратах, машинах и механизмах, материалах) для выполнения данного вида работ.

Метод струйной цементации грунтов, известный как Jet Grouting, представляет собой инновационную технологию закрепления и усиления грунтов. Он заключается в инъекции высоконапорной струи цементного раствора в грунт, что приводит к его разрушению, перемешиванию с раствором и последующему образованию грунтоцементных свай (колонн) или массивов. Технология Jet1 (однокомпонентная) использует только цементный раствор под высоким давлением для дезагрегации грунта и его цементации. Это позволяет создавать грунтоцементные тела с заданными прочностными и деформационными характеристиками.

Основные характеристики нормы 05-03-031-20:

• Технология: Однокомпонентная струйная цементация (Jet1). Это означает, что для формирования свай используется только цементный раствор, подаваемый под высоким давлением.
• Тип грунтов: Несвязные грунты. К ним относятся пески, супеси. В таких грунтах технология Jet1 показывает высокую эффективность, формируя колонны диаметром 500-800 мм.
• Длина свай: До 10 метров. Это ограничение важно учитывать при выборе нормы. Для свай большей длины могут применяться другие нормы или поправочные коэффициенты.
• Диаметр свай: Свыше 500 до 600 мм. Данный диапазон диаметров является одним из наиболее распространенных для свай, устраиваемых по технологии Jet1 в несвязных грунтах.
• Единица измерения: 100 метров. Все ресурсные показатели в норме приведены на 100 погонных метров готовых свай.

Применение данной нормы позволяет сметчикам точно рассчитать потребность в ресурсах для укрепления оснований, устройства противофильтрационных завес, ограждений котлованов, усиления фундаментов существующих зданий и сооружений, а также для повышения устойчивости склонов и откосов. Важным преимуществом технологии Jet Grouting является отсутствие вибрационных и ударных нагрузок, что делает ее идеальной для применения в условиях плотной городской застройки и вблизи существующих объектов.

Техническая информация: Детализация работ и ресурсов

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-20 необходимо четко понимать состав работ, учтенные материалы и ресурсы, а также требования к трудозатратам и квалификации персонала.

Состав работ по норме

Норма 05-03-031-20 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементной сваи по технологии Jet1. Состав работ, указанный в норме, включает следующие основные этапы:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя доставку цемента и добавок на объект, их хранение, а также приготовление цементного раствора требуемой консистенции и гомогенности. Для этого используются специализированные миксерные станции, обеспечивающие точное дозирование компонентов и качественное перемешивание. Контроль качества раствора на этом этапе критически важен для обеспечения проектных характеристик будущей сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс. Он начинается с бурения лидерной скважины до проектной отметки. Затем буровая колонна с монитором (специальным устройством с соплами) поднимается с одновременным вращением, а через сопла под высоким давлением (до 600 атмосфер) подается цементный раствор. Струя раствора разрушает и перемешивает грунт, замещая его цементной суспензией. После твердения образуется грунтобетон – новый материал с улучшенными прочностными и деформационными характеристиками. Скорость подъема и вращения монитора, а также давление нагнетания раствора являются ключевыми технологическими параметрами, определяющими диаметр и качество сваи.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования сваи или по окончании рабочей смены необходимо тщательно промыть все нагнетательное оборудование (насосы, шланги, монитор) для предотвращения застывания цементного раствора и поддержания оборудования в рабочем состоянии. Это обеспечивает бесперебойность и эффективность дальнейших работ.

Материалы и ресурсы

В ГЭСН 05-03-031-20 учтены следующие основные ресурсы на 100 метров свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 16.4 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.09 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих: 16.49 чел.-ч при среднем разряде 4.0. Рабочие 4-го разряда, как правило, выполняют более сложные и ответственные операции, такие как управление буровой установкой, контроль параметров цементации, а также подготовка и обслуживание оборудования. Рабочие 2-го разряда задействованы на вспомогательных работах, таких как подача материалов, очистка территории и помощь в обслуживании оборудования.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 7.96 маш.-ч. Это основной комплекс оборудования, включающий в себя буровую установку, высоконапорный насос и миксерную станцию. Глубина бурения до 35 м указывает на возможности оборудования, хотя данная норма применяется для свай длиной до 10 м.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.05 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, монтажа/демонтажа оборудования, подачи элементов или вспомогательных операций на площадке.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.04 маш.-ч. Применяются для транспортировки мелких материалов, инструментов, персонала и вывоза отходов.

• Материалы (неучтенные в норме напрямую):

• Добавка для струйной цементации: 0 (указано как "ч", но является материалом).

• Портландцементы бездобавочные: 0 (указано как "ч", но является материалом).

• Вода: 0 м3.

Важно отметить, что значения "0" для добавок, портландцемента и воды в составе нормы означают, что расход этих материалов не учтен непосредственно в данной ГЭСН. Это является распространенной практикой для сметных норм на цементацию грунтов. Согласно общим положениям Сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов", расход материалов на цементацию грунтов, включая цемент и активные добавки, определяется на основании данных проектной документации. Это обусловлено тем, что их фактический расход сильно зависит от инженерно-геологических условий, требуемых прочностных характеристик грунтоцемента и выбранных технологических параметров, которые устанавливаются проектом и могут уточняться по результатам опытных работ. Вода, как правило, учитывается в составе эксплуатации машин или по отдельным нормам на водоснабжение строительной площадки.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих, учтенные в норме 05-03-031-20, составляют 16.49 чел.-ч на каждые 100 метров грунтоцементных свай. Это отражает время, необходимое для выполнения всех операций, от подготовки раствора до промывки оборудования. Время выполнения работ напрямую зависит от производительности используемого оборудования и организации рабочего процесса. При расчете сметной стоимости эти трудозатраты умножаются на текущую стоимость человеко-часа соответствующего разряда.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по струйной цементации требуются квалифицированные рабочие. Наличие в составе нормы рабочих 4-го и 2-го разрядов указывает на необходимость привлечения как высококвалифицированных специалистов (операторов буровых установок, машинистов, ответственных за приготовление раствора), так и вспомогательного персонала. Операторы комплексов машин для струйной цементации должны обладать глубокими знаниями технологии, уметь работать с высоконапорным оборудованием и контролировать параметры процесса для обеспечения качества свай.

Практическое применение: Расчеты и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-20 требует от сметчика не только знания самой нормы, но и понимания технологических нюансов, а также умения работать с проектной документацией.

Пошаговый алгоритм расчета

Для расчета сметной стоимости работ по ГЭСН 05-03-031-20 рекомендуется следующий алгоритм:

1. Изучение проектной документации: Внимательно ознакомьтесь с проектом производства работ (ППР) и инженерно-геологическими изысканиями. Убедитесь, что тип грунтов (несвязные), длина свай (до 10 м) и их диаметр (свыше 500 до 600 мм) соответствуют условиям применения данной нормы.
2. Определение объема работ: Рассчитайте общую длину свай, подлежащих устройству, в погонных метрах. Затем переведите этот объем в единицы измерения нормы (100 м). Например, если требуется устроить 500 метров свай, объем работ составит 5 единиц нормы (500 м / 100 м).
3. Применение нормы: Умножьте ресурсные показатели (трудозатраты рабочих, машино-часы) из ГЭСН 05-03-031-20 на полученный объем работ в единицах нормы. Это даст общую потребность в ресурсах для данного объема.
4. Учет неучтенных материалов: Согласно общим положениям Сборника ГЭСН 05, расход цемента, добавок для цементации и, при необходимости, воды определяется по данным проектной документации. Эти материалы добавляются в смету отдельными позициями с учетом их фактического расхода, указанного в проекте или подтвержденного опытными работами. Важно получить эти данные от проектировщиков или технологов.
5. Применение поправочных коэффициентов: Проверьте общие положения Сборника ГЭСН 05 на наличие поправочных коэффициентов, которые могут быть применены в зависимости от условий производства работ (например, стесненные условия, работа на уклонах, особенности грунтов). Например, для стесненных условий могут применяться коэффициенты, приведенные в приложении 5.9 к сборнику ГЭСН 05.
6. Формирование сметы: Соберите все полученные данные в сметный расчет, учитывая текущие цены на ресурсы и накладные расходы со сметной прибылью.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-20 применяется в различных строительных проектах, где требуется усиление грунтов или создание подземных ограждающих конструкций:

• Усиление фундаментов существующих зданий: При реконструкции или надстройке зданий, когда необходимо увеличить несущую способность основания без значительных вибраций, Jet1 сваи могут быть сформированы под существующими фундаментами.
• Устройство противофильтрационных завес: Создание водонепроницаемых барьеров для защиты котлованов от притока грунтовых вод или для предотвращения утечек из водохранилищ.
• Ограждение котлованов: Формирование грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов при разработке котлованов, особенно в условиях плотной застройки.
• Стабилизация склонов и откосов: Укрепление неустойчивых грунтовых массивов для предотвращения оползней и обрушений.
• Усиление грунтов при проходке тоннелей и прокладке автодорог: Повышение прочности и устойчивости грунтов в зоне строительства подземных и линейных сооружений.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма прямо указывает на применение в несвязных грунтах. Использование этой нормы для связных грунтов (глины, суглинки) может быть некорректным, так как технология Jet1 в них менее эффективна или требует других параметров, что может быть учтено в других нормах или индивидуальных расценках.
• Длина и диаметр: Строгое соответствие длине до 10 м и диаметру свыше 500 до 600 мм. Для других параметров существуют соседние нормы в таблице ГЭСН 05-03-031.
• Проектные решения: Эффективность и экономичность работ по струйной цементации во многом зависят от качества инженерно-геологических изысканий и проектных решений. Проект должен содержать точные данные по расходу цемента и добавок, а также параметры инъектирования (давление, скорость подъема монитора).
• Опытные работы: В сложных инженерно-геологических условиях или при отсутствии достаточных данных о свойствах грунтоцемента, рекомендуется проведение опытных работ на пилотных участках. Это позволяет уточнить технологические параметры и расход материалов для достижения требуемых характеристик закрепленного грунта.

Полезная информация: Советы и контроль

Для успешного применения ГЭСН 05-03-031-20 и обеспечения точности сметных расчетов, сметчикам следует учитывать типичные ошибки, использовать практические советы и знать о связанных нормативных документах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неучет неучтенных ресурсов: Самая распространенная ошибка – игнорирование того факта, что цемент, добавки и вода не учтены в данной норме напрямую. Это приводит к занижению сметной стоимости. Как избежать: Всегда запрашивайте у проектировщиков или технологов данные по расходу цемента и добавок, а также обоснование их количества. Ссылайтесь на общие положения Сборника ГЭСН 05 (п. 1.5.70, 1.5.69).
2. Неправильное определение типа грунта: Применение нормы для несвязных грунтов к связным грунтам без соответствующего обоснования или корректировки. Как избежать: Тщательно изучайте отчеты по инженерно-геологическим изысканиям. Если работы ведутся в смешанных или связных грунтах, рассмотрите возможность применения других норм или индивидуальных расценок, либо применение поправочных коэффициентов, если это предусмотрено нормативными документами.
3. Игнорирование диаметра и длины свай: Применение данной нормы для свай с другими диаметрами или длиной. Как избежать: Всегда сверяйте проектные параметры свай с наименованием и диапазоном применения нормы. В таблице ГЭСН 05-03-031 есть нормы для других диаметров в той же группе.
4. Неучет стесненных условий: Отсутствие применения поправочных коэффициентов для работ, выполняемых в стесненных условиях (например, вблизи существующих зданий, в условиях плотной застройки, на ограниченных площадках). Как избежать: Внимательно изучайте условия производства работ на объекте и применяйте соответствующие коэффициенты из общих положений Сборника ГЭСН 05.
5. Отсутствие контроля качества: Недооценка необходимости контроля качества грунтоцементных свай. Как избежать: Включайте в смету затраты на контрольные испытания (например, отбор кернов, геофизические методы контроля, такие как сейсмоакустическое зондирование) в соответствии с проектом и требованиями нормативных документов (например, СП 291.1325800.2017).

Практические советы

• Комплексный подход: Всегда рассматривайте ГЭСН 05-03-031-20 в контексте всего проекта. Учитывайте взаимосвязь с другими видами работ и общими положениями Сборника ГЭСН 05.
• Взаимодействие с проектировщиками: Поддерживайте тесный контакт с проектной организацией для получения всей необходимой информации о расходе материалов, технологических параметрах и требованиях к качеству грунтоцемента.
• Использование актуальных нормативов: Убедитесь, что вы используете самую актуальную редакцию ГЭСН и других нормативных документов. Нормы регулярно обновляются.
• Документирование: Ведите подробную документацию по всем расчетам, обоснованиям и принятым решениям. Это поможет при прохождении экспертизы и в случае возникновения спорных вопросов.
• Обучение и развитие: Регулярно повышайте свою квалификацию в области сметного дела и строительных технологий, особенно в таких специализированных областях, как струйная цементация.

Связанные нормы

Для полного понимания и корректного применения ГЭСН 05-03-031-20 полезно знать о следующих связанных нормативных документах и нормах:

• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Этот свод правил устанавливает основные геотехнические требования и распространяется на проектирование грунтоцементных конструкций, выполняемых методом струйной цементации. Он является основой для определения проектных параметров, которые затем используются для расчета расхода неучтенных материалов в смете.
• ГЭСН 81-02-05-2022 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов": Это основной сборник, в котором содержится норма 05-03-031-20. Важно изучать общие положения этого сборника, так как они содержат указания по применению норм, коэффициенты к нормам, а также информацию о неучтенных ресурсах.
• ГЭСН 05-03-031-XX (другие диаметры): В рамках той же таблицы ГЭСН 05-03-031 существуют нормы для устройства свай Jet1 других диаметров (например, 05-03-031-21 для свыше 600 до 700 мм, 05-03-031-25 для свыше 1000 до 1100 мм). Выбор конкретной нормы зависит от проектного диаметра свай.
• ГЭСН 05-03-031-57 "Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2)": Эта норма применяется для технологии Jet2, которая, помимо цементного раствора, использует сжатый воздух для увеличения мощности размыва грунта и диаметра свай. Если проект предусматривает Jet2, следует использовать соответствующую норму.
• СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 "Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве": Данный стандарт содержит рекомендации по технологическим схемам производства работ и основным технологическим параметрам укрепления грунта, включая струйную цементацию.

Контрольные моменты

Качество выполнения работ по струйной цементации и, соответственно, корректность применения нормы, зависят от строгого контроля на всех этапах:

• Контроль качества исходных материалов: Проверка соответствия цемента, воды и добавок требованиям проекта и нормативных документов.
• Контроль приготовления раствора: Соблюдение пропорций, времени перемешивания, однородности и подвижности раствора.
• Контроль технологических параметров: Мониторинг давления нагнетания, скорости подъема и вращения буровой колонны в процессе формирования сваи. Эти параметры напрямую влияют на диаметр и прочность грунтоцементного тела.
• Контроль геометрических параметров свай: Проверка соответствия фактического расположения, длины и диаметра свай проектным данным.
• Контроль прочности грунтоцемента: Отбор кернов из готовых свай и их испытание на прочность, а также применение неразрушающих методов контроля, таких как сейсмоакустическое зондирование, для оценки сплошности и прочности грунтоцементных элементов. Прочность грунтоцемента в песчаных грунтах может составлять от 3 до 10 МПа.

Тщательный контроль на каждом из этих этапов гарантирует соответствие выполненных работ проектным требованиям и обеспечивает долговечность и надежность грунтоцементных конструкций, что в конечном итоге подтверждает правильность применения сметных норм.