ГЭСН 05-03-031-21: Устройство свай методом струйной цементации Jet1 в несвязных грунтах

Введение

Норма ГЭСН 05-03-031-21 является ключевым элементом в сметном нормировании работ по укреплению оснований зданий и сооружений. Она регламентирует устройство грунтоцементных свай по однокомпонентной технологии струйной цементации (Jet1) в несвязных грунтах. Данная норма применяется для свай длиной до 10 метров и диаметром свыше 600 до 700 мм.

Струйная цементация грунтов (Jet Grouting) – это современная геотехническая технология, позволяющая значительно улучшить физико-механические свойства слабых или обводненных грунтов путем их разрушения и перемешивания с цементным раствором под высоким давлением.

Технология Jet1, или однокомпонентная струйная цементация, предполагает разрушение грунта и его цементацию высокоэнергетической струей цементного раствора, подаваемого через одноканальную буровую штангу. Это приводит к образованию грунтоцементных колонн (свай), обладающих повышенной прочностью и пониженной водопроницаемостью.

Область применения данной нормы охватывает широкий спектр задач в строительстве, включая:

• Усиление существующих и проектируемых фундаментов.
• Устройство противофильтрационных завес для защиты котлованов от притока воды.
• Ограждение котлованов в сложных гидрогеологических условиях.
• Повышение устойчивости склонов и откосов.
• Заполнение карстовых полостей и подземных выработок.

Важно отметить, что норма 05-03-031-21 специально предназначена для работы в несвязных грунтах, таких как пески, супеси. [Входные данные]

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-21 включает в себя полный комплекс основных операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай методом Jet1. Согласно описанию нормы, состав работ включает следующие технологические этапы:

1. Приготовление раствора. Этот этап предусматривает подготовку цементного раствора требуемой консистенции и состава. Раствор готовится на специальных смесительных станциях непосредственно на строительной площадке.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Основной этап, включающий бурение лидерной скважины до проектной отметки, а затем подъем буровой колонны с одновременным вращением и нагнетанием высоконапорной струи цементного раствора через форсунки монитора. Струя разрушает и перемешивает грунт, формируя грунтоцементную сваю заданного диаметра.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Завершающий этап, необходимый для поддержания работоспособности оборудования и предотвращения застывания цементного раствора внутри систем. [Входные данные, 20]

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-03-031-21 предусмотрены следующие основные ресурсы на 100 м свай:

• Трудозатраты рабочих:
• Рабочий 4 разряда: 21.55 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.13 чел.-ч
• Общие трудозатраты рабочих: 21.68 чел.-ч (средний разряд ~4.0)
• Машины и механизмы:
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 10.46 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.06 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.05 маш.-ч
• Материалы:
• Вода: 0 м3 (по проекту)
• Добавка для струйной цементации: 0 т (по проекту)
• Портландцементы бездобавочные: 0 т (по проекту)

Важное примечание по материалам (Вода, Добавка, Портландцементы): В данной норме, как и во многих других ГЭСН, расход этих материалов указан как "0" или "П" (по проекту/потребность). Это означает, что фактический расход данных ресурсов не является фиксированным и должен быть определен на основании проектной документации, результатов инженерно-геологических изысканий и опытных работ на объекте. Прочность грунтоцемента в песчаных грунтах может варьироваться от 3 до 10 МПа, что достигается подбором состава раствора.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай требуются квалифицированные рабочие. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда, как правило, выполняют основные операции, требующие высокой квалификации, такие как управление буровой установкой и контроль процесса цементации. Рабочие 2-го разряда задействованы во вспомогательных работах, таких как приготовление раствора и обслуживание оборудования.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-21 в сметной документации сметчику необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Норма приведена на 100 метров свай. Необходимо определить общую длину свай, подлежащих устройству, согласно проектной документации. Например, если требуется устройство 500 метров свай, то объем работ составит 5 единиц измерения нормы (500 м / 100 м = 5).
2. Проверка соответствия условиям нормы: Убедитесь, что проектные данные соответствуют характеристикам нормы:

• Тип грунта: Только несвязные грунты (пески, супеси). [Входные данные]
• Длина свай: До 10 метров. [Входные данные]
• Диаметр свай: Свыше 600 до 700 мм. [Входные данные]
• Технология: Однокомпонентная струйная цементация (Jet1). [Входные данные]

3. Учет расхода материалов "по проекту": Для воды, добавок и портландцементов необходимо получить точные данные о расходе из проектной документации или результатов опытных работ. Эти данные должны быть обоснованы и приложены к смете.
4. Расчет прямых затрат: Умножьте нормативные показатели ресурсов (трудозатраты, машино-часы, расход материалов) на определенный объем работ и текущие цены ресурсов.
5. Применение коэффициентов: При необходимости примените повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные технической частью сборника ГЭСН 05 или другими нормативными документами, например, для стесненных условий производства работ.

Примеры использования

• Усиление фундамента существующего здания: Если необходимо усилить фундамент здания, расположенного на песчаных грунтах, путем устройства грунтоцементных свай диаметром 650 мм и длиной 8 метров, данная норма будет применяться для расчета затрат на формирование этих свай.
• Устройство противофильтрационной завесы: При строительстве котлована в водонасыщенных несвязных грунтах может потребоваться создание противофильтрационной завесы из грунтоцементных свай. Если диаметр свай составляет 700 мм, а глубина залегания водоносного слоя до 10 метров, норма 05-03-031-21 будет релевантной.
• Закрепление грунтов подпорных стенок: Для повышения устойчивости подпорных стенок, возводимых на несвязных грунтах, могут быть использованы грунтоцементные сваи Jet1 с параметрами, соответствующими данной норме.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима только для несвязных грунтов. Использование ее для связных (глинистых) грунтов без соответствующего обоснования и корректирующих коэффициентов может привести к некорректным расчетам и технологическим ошибкам. [Входные данные, 13]
• Технология Jet1: Норма учитывает специфику однокомпонентной технологии. Для двух- (Jet2) или трехкомпонентной (Jet3) технологий существуют другие нормы в той же группе 05-03-031, например, ГЭСН 05-03-031-72 или ГЭСН 05-03-031-22, которые предусматривают иные ресурсы и диаметры свай.
• Параметры свай: Четко определены длина (до 10 м) и диаметр (свыше 600 до 700 мм). Отклонение от этих параметров требует применения других норм или обоснования корректировок.
• Проектная документация: Критически важна для определения расхода материалов, помеченных как "по проекту". Без этих данных смета будет неполной и некорректной.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта: Одна из наиболее частых ошибок – применение нормы 05-03-031-21 для связных грунтов (глины, суглинки), в то время как она предназначена исключительно для несвязных. Это может привести к занижению или завышению затрат, так как свойства грунта существенно влияют на расход цемента и производительность машин. Как избежать: Всегда тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и проектную документацию, чтобы убедиться в соответствии типа грунта требованиям нормы.
2. Игнорирование ресурсов "по проекту" (П): Сметчики иногда упускают из виду, что для воды, добавок и цемента в данной норме не указан фиксированный расход, а стоит отметка "П". Это приводит к отсутствию этих важных материалов в смете. Как избежать: Обязательно запрашивайте у проектировщиков или технологов данные по фактическому расходу цемента, воды и добавок, исходя из требуемых прочностных характеристик грунтоцемента и свойств грунта на объекте.
3. Неучет коэффициентов на стесненные условия: Работы по струйной цементации часто проводятся в стесненных условиях (например, в городской застройке, вблизи существующих зданий). Неприменение соответствующих коэффициентов, предусмотренных технической частью сборника ГЭСН 05, может привести к недостоверному расчету трудозатрат и машинного времени. Как избежать: Внимательно изучайте техническую часть сборника ГЭСН 05 и применяйте коэффициенты, учитывающие специфику объекта.
4. Применение нормы для других диаметров или технологий: Попытка использовать ГЭСН 05-03-031-21 для свай с диаметром, выходящим за пределы 600-700 мм, или для технологий Jet2/Jet3, является ошибкой. Для таких случаев существуют отдельные нормы. Как избежать: Всегда выбирайте норму, которая точно соответствует проектным параметрам свай (длина, диаметр) и используемой технологии струйной цементации.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом составления сметы на работы по струйной цементации, особенно внимательно изучите раздел проекта, касающийся геотехнических решений. Там должны быть указаны требуемые прочностные характеристики грунтоцемента, состав цементного раствора и ожидаемый расход материалов.
• Опытные работы: В сложных инженерно-геологических условиях рекомендуется проведение опытных работ по струйной цементации для уточнения технологических параметров и фактического расхода цемента и добавок. Результаты этих работ станут надежным основанием для определения расхода материалов в смете.
• Контроль качества: Предусмотрите в смете затраты на контроль качества грунтоцементных свай. Это могут быть испытания на прочность (например, отбор кернов и лабораторные испытания) и контроль сплошности (сейсмоакустические методы).
• Актуальность нормативов: Всегда используйте актуальную редакцию ГЭСН-2020 с последними изменениями и дополнениями, которые регулярно утверждаются приказами Минстроя России.

Связанные нормы

Для полного понимания контекста и выбора правильной нормы, сметчикам полезно знать о связанных ГЭСН и нормативных документах:

• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Этот свод правил является основным документом, устанавливающим требования к проектированию грунтоцементных конструкций, выполненных методом струйной цементации.
• Другие нормы группы 05-03-031: В этой же группе содержатся нормы для устройства свай методом струйной цементации с другими параметрами (длина, диаметр) и технологиями (Jet2, Jet3). Например, ГЭСН 05-03-031-22 для свай диаметром свыше 700 до 800 мм, или ГЭСН 05-03-031-72 для двухкомпонентной технологии (Jet2).
• Общие положения сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов": В технической части этого сборника содержатся общие указания и коэффициенты, применимые ко всем нормам раздела, включая коэффициенты на стесненные условия, работу в обводненных грунтах и т.д.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия сметной документации фактическим работам, сметчикам и контролирующим органам следует обращать внимание на следующие контрольные моменты:

• Соответствие проектным решениям: Всегда проверяйте, что выбранная норма и учтенные в смете ресурсы полностью соответствуют проектным решениям по типу, размерам и технологии устройства грунтоцементных свай.
• Наличие и обоснование расхода материалов "П": Убедитесь, что для материалов, помеченных как "по проекту", в смете указан конкретный расход, подтвержденный расчетами или результатами опытных работ, а не произвольные значения.
• Документация по контролю качества: Требуйте предоставления актов и протоколов испытаний грунтоцемента, подтверждающих достижение проектных прочностных и деформационных характеристик. Это особенно важно для несущих конструкций.
• Фото- и видеофиксация: Рекомендуется вести фото- и видеофиксацию процесса выполнения работ, особенно скрытых, для подтверждения объемов и соблюдения технологии.

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-21 позволит сметчикам точно определить затраты на устройство грунтоцементных свай методом струйной цементации Jet1, обеспечивая прозрачность и достоверность сметной стоимости строительных проектов.